C_Ch12

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阅琪柳
4 years ago
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2 檔案的基本認識 C 將檔案視為一連串的資料 (stream of data, 或稱資料流 ) 資料以位元組 (byte) 為單位, 也就是 C 語言的檔案是一連串 char 型別的資料資料流又可以分成二種形式 : 文字資料流 (text stream) 二元資料流 (binary stream)

3 文字資料流文字資料流主要是由文字字元所組成, 例如 :a~z 0~9 和符號 + - 等都是文字字元

4 使用 UltraEdit 檢視文字檔位置標示十六進位顯示區字元區 C 程式所使用的換行字元 \n 在 DOS 則會被編譯成 \x0d 及 \x0a ; 相對地若是由檔案讀取到 \x0d 及 \x0a, 則會被轉換成 \n 字元

5 二元資料流二元資料流 : 資料在記憶體裡的存放格式, 原封不動搬到磁碟上例如,int 型別數值 123 在記憶體裡為 00 7B 16 ( ), 存放到磁碟時也是 \x00 \x7b

6 二元資料流和文字資料流的數值存放方式文字資料流 1 byte 2 bytes 二元資料流 '1' '2' '3' bit High bits Low bits

7 二元資料流和文字資料流的其它性質若有大量的數值資料, 使用二元檔比使用文字檔要來得節省磁碟空間, 也就是檔案會比較小只要不是文字檔, 都視為二元檔在文字檔的規定, \x1a 表示檔案結束字元 ; 二元檔並沒有使用任何字元表示檔案結束, 而是以檔案大小為基準

8 儲存檔案的原理當輸入文字或繪圖時, 資料會先存到緩衝區中, 等到使用者儲存檔案時, 檔案才會正真地寫到磁碟裡使用 C 語言處理檔案, 在開啟新檔時, 同樣會在記憶體裡建立緩衝區資料處理完成之後, 關閉檔案才會真正執行寫入磁碟的動作

9 C 的檔案處理函式 C 語言提供兩類的檔案輸入輸出 (Input/Oitput) 函式 ( 簡稱 I/O 函式 ): 系統 I/O 函式 ( 或稱低階 I/O 函式 ) 不包含緩衝區的處理效率較標準 I/O 高程式的移殖性較差, 而且使用上較麻煩標準 I/O 函式定義於 <stdio.h> 標頭檔裡會自動執行緩衝區的設定及處理函式名稱大多以 f 開頭

10 開啟檔案標準 I/O 的開檔使用 fopen 函式 FILE *fopen( char *filename, char *mode) 使用 fopen 時, 需傳入兩個字串指標, filename 和 mode filename 為檔案名稱 ( 可包含路徑 ), 而 mode 為檔案的模式

11 FILE 是定義在 <stdio.h> 裡的結構 typedef struct { short level; /* fill/empty level of buffer */ unsigned flags; /* File status flags */ char fd; /* File descriptor */ unsigned char hold; /* Ungetc char if no buffer */ short bsize; /* Buffer size */ unsigned char *buffer; /* Data transfer buffer */ unsigned char *curp; /* Current active pointer */ unsigned istemp; /* Temporary file indicator */ short token; /* Used for validity checking */ } FILE; 為了方便會將 FILE 結構指標稱為檔案指標

12 mode 基本上有三種選擇 : r : 開啟的檔案只為讀取資料, 不可寫入資料 w : 開啟的檔案只為寫入資料, 不可讀取資料如果該檔案不存在, 執行後建立新檔若該檔案已存在, 執行後舊有的檔案會遺失 a : 開啟的檔案為了新增資料檔案原內容保留, 並附加 (append) 資料至原檔案之後若原檔案不存在, 則建立新檔案

13 檔案模式檔案模式說明 r 可讀取的文字檔 w 可寫入的文字檔 a 可加入資料的文字檔 r+ 可讀取寫入的文字檔 ( 建立後內容為原內容 ) w+ 可讀取寫入的文字檔 ( 建立後無內容 ) a+ 可讀取加入資料的文字檔 rb 可讀取的二元檔 wb 可寫入的二元檔 ab 可加入資料的二元檔 r+b 可讀取寫入的二元檔 w+b 可讀取寫入的二元檔 a+b 可讀取加入資料的二元檔

14 開檔時的偵錯成功開啟檔案時,fopen 函式會回傳一個檔案指標, 如果失敗則回傳 NULL(0) 應該要養成好習慣, 在每個自己寫的檔案存取程式內加入偵錯敘述 if( (file1=fopen( test.txt, w ))==NULL ) { printf( Can t open file \ test.txt\! ); exit(); }

15 檔案路徑開檔指定檔案路徑時, 路徑中原本單個倒斜線, 在 C 裡必須使用兩個倒斜線, 如 : file1=fopen( c:\\test\\test.txt, w );

16 關閉檔案若檔案不再使用, 應以 fclose 函式將檔案關閉 int fclose(file* fp) 若開啟的檔案為可讀模式, 使用 fclose 函式會將緩衝區的內容清除, 並釋放緩衝區若開啟的檔案為加入, 或可寫模式, 則 fclose 會先將緩衝區的內容存到磁碟中, 再清除並釋放緩衝區

17 可讀取的檔案之操作程序 fopen 開檔程式緩衝區將檔案內容複製到緩衝區磁碟讀取資料程式讀取緩衝區磁碟 fclose 關檔程式緩衝區磁碟

18 可寫入的檔案之操作程序 fopen 開檔程式緩衝區 ( 尚未有內容 ) 磁碟寫入資料程式寫入緩衝區磁碟 fclose 關檔程式緩衝區寫入檔案磁碟程式緩衝區磁碟

19 可加入的檔案之操作程序 fopen 開檔程式緩衝區將檔案內容複製到緩衝區磁碟加入資料程式加入緩衝區磁碟 fclose 關檔程式緩衝區寫入檔案磁碟程式緩衝區磁碟

20 開檔與關檔的簡碼 #include <stdio.h>... FILE *file1;... file1=fopen( test.txt, w );... fclose(file1);...

21 fgetc 函式 fgetc 由資料流讀取一個字元並輸入給 C 程式 int fgetc(file* fp) fp 為檔案指標成功由資料流讀取字元時,fgetc 回傳讀取的字元, 回傳的資料型別為 int 為了表示 EOF(-1) 等 0~255 以外的值, 故回傳 int 型別的數值

22 fputc 函式 fputc 函式功能為寫入字元至資料流寫入字元至資料流 int fputc(int ch, FILE* fp) ch 為寫入的字元,fp 為檔案指標 ch 為 int 型別, 應該有 2 個 bytes, 不過只有低位元組會被寫入若 ch 大於 255,ch 相當於經過下式處理 : ch %= 256; fputc 函式正常執行時, 回傳寫入的字元 ; 若寫入失敗, 則回傳 EOF

23 資料流游標 FILE 結構中 buffer 成員是緩衝區的所在位址, 而 curp 是資料流游標 curp 指向目前讀取或寫入元字在緩衝區內的位址使用 fgetc 函式時,fgetc 會讀取目前 curp 所指向的字元, 讀取完成之後會將 curp 指向下一個字元了解資料流游標的觀念, 不要直接去處理 curp

24 fgets 函式 ( 字串 I/O 函式 ) fgets 由資料流讀取某個長度以內的字串 char* fgets(char* str, int length, FILE* fp) str 為存放讀取字串的位址,length 為讀取字串的最大長度,fp 為 FILE 結構指標若讀取字串失敗或已到檔尾時,fgets 函式會回傳 NULL gets 函式在讀取鍵盤輸入時會捨棄換行字元, 而 fgets 則會保留換行字元

25 fputs 函式 fputs 函式的功能是將字串寫入檔案 int fputs(char* str, FILE* fp) str 為欲寫入的字串,fp 為 FILE 結構指標若寫入失敗, 則 fputs 會回傳 EOF puts 函式在做標準輸出時, 會自行加入換行字元 ; 而 fputs 函式則沒有自行加入換行的動作

26 fprintf 函式 ( 格式化 I/O 函式 ) fprintf 以格式化的方式寫入檔案 int fprintf(file* fp, char* formatstr, arg1, arg2,,argn) fp 為檔案指標 ;formatstr 為控制字串 ;arg1 arg2 argn 為控制字串中的格式對應的變數 fprintf 和 printf 使用上不同的地方只是多了檔案指標 fp fprintf 成功寫入資料時, 回傳寫入的字元個數 ; 若失敗則回傳負值

27 fscanf 函式 fscanf 以格式化的方式讀取資料 int fscanf(file* fp, char* formatstr, arg1, arg2,, argn) fp 為檔案指標 ;formatstr 為控制字串 ;arg1 arg2 argn 為控制字串中的格式對應的變數 fscanf 成功讀取資料時, 回傳讀取吻合 (match) 的資料個數 ; 若已到檔尾, 則回傳 EOF

28 區段 I/O 函式區段 (block) I/O 函式包含 fread 和 fwrite 兩個函式區段 I/O 函式可以一次讀取或寫入一個以 byte 為單位的區段 ( 通常是使用二元資料流 ) 區段可以是陣列或結構, 一個結構變數也看成記錄 (record), 所以區段 I/O 函式也稱為記錄 I/O 函式

29 區段 struct student{ char age; long id; char name[10]; }; student 結構標籤中,age 屬於 char 型別 id 為 long 型別,name 為字元陣列佔 10 bytes, 所以一個結構變數共使用 =15 bytes 一筆記錄就是 15 bytes, 要寫入一筆資料就要寫入 15 bytes; 欲讀取一筆資料, 就得讀取 15 bytes, 也就是存取都是以區段的大小為單位

30 fwrite 函式 fwrite 函式的功能是將緩衝區的資料, 以某個長度為區段寫入資料流 int fwrite(char* buffer, int size, int count, FILE* fp) buffer 為緩衝區位址, 要寫入檔案的資料就放在這裡 size 為一筆記錄的大小, 單位為 byte count 為寫入多少筆的記錄 fp 為檔案指標如果寫入成功,fwrite 會回傳和 count 相同的數值 ; 若寫入失敗, 則回傳值會小於 count

31 位址高低高位元組 (High-order byte) 的存放位址是高於低位元組 (Low-order byte), 所以寫入檔案時是先寫入低位元組, 再接著寫入高位元組 int 1 byte High-order byte Low-order byte 位址由低至高

32 fread 函式 fread 是 fwrite 函式的搭擋, 其功能是由資料流讀取某個長度的區段資料 int fread(char* buffer, int size, int count, FILE* fp) buffer 為緩衝區位址, 此緩衝區是用以存放從檔案讀取而來的資料 size 為一筆記錄的大小, 單位為 byte count 為讀取多少筆的記錄 fp 為檔案指標如果讀取成功,fread 會回傳和 count 相同的數值 ; 若讀取失敗, 則回傳值會小於 count

33 隨機存取函式 fseek 函式允許我們從資料流的任何位置開始讀取或寫入 int fseek(file* fp, long offset, int mode) fp 為 FILE 結構指標 ;offset 為將資料流游標移至相對於 mode 基準位置的地方 ;mode 為基準位置模式 mode( 巨集 ) mode( 數值 ) 基準位置 SEEK_SET 0 檔案開頭 SEEK_CUR 1 目前資料流游標所在位置 SEEK_END 2 檔案結尾

34 游標在檔案開頭資料流游標 A B C D E F G H I J 以檔案開頭為基準往下移 3 個位置 A B C D E F G H I J CH12-6A.C 的執行過程 fgetc 讀取字元後, 游標往後移動 1 個位置 A B C D E F G H I J 以目前位置為基準往下移 3 個位置 A B C D E F G H I J 游標在檔案結尾 A B C D E F G H I J 以檔案結尾為基準往上移動 2 個位置 A B C D E F G H I J

35 BMP 檔案架構檔頭調色盤資料佔 54 bytes 每種顏色佔 4 bytes 16 色佔 64 bytes 256 色佔 1024 bytes 圖形資料 16 色 2 個像素佔 1 byte 256 色 1 個像素佔 1 byte

36 BMP 檔頭的重要資料位置位址所佔空間說明 0 2 bytes 分別為 B M 兩字元, 用以判斷是否為 BMP 圖檔 (short 型別變數 ) 2 4 bytes 該圖檔大小 (long 型別變數 ) 18 4 bytes 圖寬, 單位為像素 (pixel) 22 4 bytes 圖高, 單位為像素 (pixel) 28 2 bytes 顏色深度, 就是一個像素所佔用的記憶體 ( 以 bit 為單位 ) 例如:256 色, 每個像素佔用 8 bits, 所以顏色深度為 8

37 BMP 圖形資料儲存方式由左至右由下至上每列像素必須使用 4 bytes 的倍數來存放若有一個 256 色, 大小為 6*5 的 BMP 圖形, 其圖形資料的存放方式如下

38 低階 I/O 函式低階 I/O 函式的定義及常數巨集宣告, 都放在 io.h 標頭檔內, 使用這些函式時必須引入 <io.h>, 程式才可以正常編譯

39 open 函式 int open(char* filename, int flag [, int access]) filename 為欲開啟的檔案名稱 flag 為設定檔案開啟型態的旗標, 型態旗標定義在 <fcntl.h> 中 access 為新開檔案的屬性旗標 ( 選擇性引數 )

40 檔案開啟型態的旗標型態旗標常數值說明 O_RDONLY 1 唯讀開啟 O_WRONLY 2 唯寫開啟 O_RDWR 4 可讀可寫 O_CREAT 0x0100 若檔案不存在, 開啟一新檔 O_TRUNC 0x0200 開啟的檔案長度設為 0 O_APPEND 0x0800 開啟用以附加資料 O_TEXT 0x4000 開啟文字檔 ( 做 CR-LF 轉換 ) O_BINARY 0x8000 開啟二元檔 ( 不做 CR-LF 轉換 )

41 新開檔案的屬性旗標屬性旗標常數值說明 S_IWRITE 0x0080 可以寫入 S_IREAD 0x0100 可以讀取 open 函式成功開啟檔案後, 會回傳一 int 型別的檔案處理代碼 (handle), 並不是 FILE 結構指標低階 I/O 是靠檔案處理代碼藉由系統和磁碟溝通若開啟失敗, 則 open 函式回傳 -1

42 close 函式 int close(int handle) handle 為檔案處理代碼檔案若正常關閉則 close 函式回傳 handle, 將檔案處理代碼釋放 ; 若關閉失敗則回傳 -1

43 read 函式 read 函式的功能是將檔案內的資料讀出, 並存入緩衝區 int read(int handle, char* buffer, int size) handle 為檔案處理代碼 ;buffer 為存放讀取資料的緩衝區位址 ;size 為讀取多少個字元 read 正常執行時, 回傳讀取的字元數目 ; 若讀取失敗, 則回傳 -1

44 write 函式 write 函式的功能是將緩衝區資料寫入檔案 int write(int handle, char* buffer, int size) handle 為檔案處理代碼 ;buffer 為欲寫入檔案的資料之緩衝區位址 ;size 為寫入的字元數目 write 正常寫入時, 回傳寫入的字元數目 ; 若寫入失敗, 則回傳 -1

45 read 和 write 函式的功能緩衝區 read 讀取磁碟緩衝區 write 寫入磁碟

46 標準設備的處理代碼及指標標準設備處理代標準設備的指標標準設備碼 0 stdin 鍵盤 1 stdout 顯示器 2 stderr 顯示器 ( 錯誤訊息使用螢幕輸出 ) 3 stdaux 串列埠 4 stdprn 印表機

47 隨機存取低階 I/O 也有隨機存取的功能, 使用的是 lseek 函式 long lseek(int handle, long offset, int fromwhere) handle 為檔案處理代碼 ;offset 為移動資料流游標的字元數 ;fromwhere 為從哪裡為基準位置, 其值可以為 0 (SEEK_SET, 檔頭 ) 1 (SEEK_CUR, 目前位置 ) 或 2 (SEEK_END, 檔尾 ) lseek 若正常執行會回傳游標與檔案開頭的距離, 若發生錯誤則回傳 -1

48 中文編碼中文字又有兩種編碼 : 繁體為 BIG5 碼 ( 使用地區為台灣和香港 ) 簡體為 GB 碼 ( 使用地區為中國大陸 ) BIG5 和 GB 兩種編碼皆為 16 bits 編碼, 無法共存的 ( 除非使用其它標註的方式 ) BIG5 碼由 2 bytes 組成, 第 1 個 byte 的範圍為 0xA4~0xF9, 第 2 個 byte 的範圍為 0x40~0x7E 及 0xA1~0xFE BIG5 的編碼是按照筆劃

49 C 顯示中文的問題某些中文字的第二個字元為倒斜線 \ (0x5C), 倒斜線是 C 裡面的具功能的特殊字元, 因此會被略除如 : 許功等字直接使用手動, 修改原始程式, 在字串有出現倒斜線處, 多加一倒斜線讓它變成二個倒斜線字元

C/C++ - 文件IO

C/C++ - 文件IO C/C++ IO Table of contents 1. 2. 3. 4. 1 C ASCII ASCII ASCII 2 10000 00100111 00010000 31H, 30H, 30H, 30H, 30H 1, 0, 0, 0, 0 ASCII 3 4 5 UNIX ANSI C 5 FILE FILE 6 stdio.h typedef struct { int level ;