【C/C++语言入门篇】– 文件操作【中篇】

二、读写字符串

C语言为从文件中读写字符串提供了2个函数:

char* __cdecl fgets( char* _Buf, int _MaxCount, FILE* _File );

参数一:要从文件中读入字符串的存放空间。

参数二:最大读取字节数。

参数三:文件指针。

返回值:返回读入的字符串指针。

 

int      __cdecl fputs( const char* _Str,  FILE* _File );

参数一:要写入文件的字符串

参数二:文件指针

返回值:失败或成功,0表示成功,其它表示失败。

 

先来看字符串读取:
#include <stdio.h>

 

int main( void )
{
char   szInput[ 32 ] = { 0 };
char* pRet = NULL;

 

FILE* pReadFile = fopen( “E://mytest.txt”, “r” );   // 打开文件
if ( pReadFile == NULL )
return 0;

 

pRet = fgets( szInput, 32, pReadFile );    // 从文件中读取一个字符串到szInput数组中

 

fclose( pReadFile );     // 关闭文件
return 0;
}

 

其它函数不说了,这里只说fgets函数,第二个参数传的是32,实际只能从文件中读取31个字符,因为fgets函数内部会将最后一个字符置为‘/0′, 表示字符串结束。那么我们可以看看fgets函数的内部原理,我这里写写伪代码,为了更清晰的表现出来:

char*  fgets( char* dst, int maxcount, FILE* file )

{

char ch;

while( –maxcount )

{

ch = readFromFile();

if ( ( *dst++ =  ch ) == ‘/n’ )

break;

}

*dst = 0;   // 赋值为’/0′

return dst;

}

红色部分是计数,蓝色部分是关键,如果最大读取字节数量足以读到换行,将停止读取字符,然后阶数本字符串,然后返回。

 

明白了fgets函数,fputs函数就简单了:

#include <stdio.h>

 

int main( void )
{
char szOutput[ 32 ] = “masefee/nhello”;

 

FILE* pWriteFile = fopen( “E://mytest.txt”, “w” );   // 打开文件
if ( pWriteFile == NULL )
return 0;

 

fputs( szOutput, pWriteFile );    // 写入一个字符串到文件

 

fclose( pWriteFile );     // 关闭文件
return 0;
}

这里我也专门为字符数组里增加了一个换行符,写入字符串的时候并不会因为换行符而只写换行符前面的字符,同时在fputs内部会求第一个参数的长度strlen( Str ); 然后再写入这么一个长度的字符串到文件。

 

到这里又得提醒一点,即便是文件里面含有’/0′(ASCII码为0的字符)。fgets函数同样会一直读取到换行符或者读取规定的字符个数(此字符个数小于一行字符数)。虽然是读了一行,中间因为有0,因此字符串被截断,读出来的字符串并没有一行,只有0前面的所有字符。这里大家需要注意。同时fputs函数会以0结束写入文件,这是跟通常情况一样的,可以不用关心。

 

三、格式化数据读写

C语言既然有printf、scanf,那么同样也有文件操作的格式化函数:

int __cdecl fprintf( FILE* _File, const char* _Format, … );

int __cdecl fscanf( FILE* _File, const char* _Format, … );

这两个函数跟printf和scanf的用法非常相似,只是这里输入输出是关于文件的。

直接贴代码:

#include <stdio.h>

typedef struct SStudent
{
int   number;
char  name[ 11 ];
}Student;

 

int main( void )
{
Student stu;

FILE* pReadFile = fopen( “E://mytest.txt”, “r” );   // 打开文件
if ( pReadFile == NULL )
return 0;

fscanf( pReadFile, “%d%s”, &stu.number, &stu.name );
fclose( pReadFile );     // 关闭文件
return 0;
}

 

我定义了一个结构体,里面一个学号,一个姓名。然后打开文件,读取数据到stu结构体变量中。假如文件中是:

345   masefee

346   Tim

然后读到stu结构体变量中,number为345,name为”masefee”。

fscanf读取数据是以空格、制表符、换行符进行分割的,我们可以这样来填充结构体。

 

再来看fprintf:

#include <stdio.h>

 

typedef struct SStudent
{
int   number;
char  name[ 11 ];
}Student;

 

int main( void )
{
Student stu;

 

FILE* pWriteFile = fopen( “E://mytest.txt”, “w” );   // 打开文件
if ( pWriteFile == NULL )
return 0;

 

stu.number = 100;
strcpy( stu.name, “masefee” );

 

fprintf( pWriteFile, “%d    %s”, stu.number, stu.name );

 

fclose( pWriteFile );     // 关闭文件
return 0;
}

 

此程序将把结构体stu的内容写到文件里,注意这里的name不会把结束符’/0′写到文件里。

 

好了,说到这里,上面几个基本的文件操作函数已经写完了,我只是使用了”r”和”w”两种方式,其它方式你可以自行测试,也没有什么特别的。如果你是用上面的函数去读取二进制序列,也是没有错的,只不过你更不好控制而已。至于和”+”组合也没有什么特别的,无非就是在文件尾部追加,原理一样,大家可以自行测试。

 

四、文件数据块读写

同样C语言也提供了两个函数:

size_t __cdecl fwrite

(
const void *buffer,  // 要写入文件的数据块
size_t size,             // 写入文件的字节数
size_t count,           // 写入count个size大小的数据
FILE *stream           // 文件指针
);

 

size_t __cdecl fread

(

void * _DstBuf,            // 存放从文件读出来的数据

size_t _ElementSize,   // 读取字节数

size_t _Count,             // 读入次数

FILE * _File                  // 文件指针

);

 

先看看fwrite函数:

#include <stdio.h>

 

typedef struct SStudent
{
int   number;
char  name[ 12 ];
}Student;

 

int main( void )
{
Student stu;

 

FILE* pWriteFile = fopen( “E://mytest.txt”, “w” );   // 打开文件
if ( pWriteFile == NULL )
return 0;

 

stu.number = 10000;
strcpy( stu.name, “masefee” );

 

fwrite( &stu, sizeof( stu ), 1, pWriteFile );

 

fclose( pWriteFile );     // 关闭文件
return 0;
}

 

这样写入文件后,mytest.txt的内容为:

’  masefee 烫烫

你可能会疑惑,为什么会有乱码?而且还有可恶的“烫”字。原因很简单,fwrite函数是以数据块的形式写数据到文件的,比如这里的stu结构体变量,我们将它整块写入文件,一共16字节,因此上面的乱码对应的就是stu结构体变量在内存中的存放形式,number占4字节,name占12字节,具体的数值是:

10 27 00 00 6d 61 73 65 66 65 65 00 cc cc cc cc

10000                 ”masefee”               烫     烫

因为我们在为name拷贝字符串时,并没有将name的所有字符清零,因此系统默认初识化为0xcc,为什么初始化为0xcc,之前我应该提过,主要是这个0xcc是汇编中断指令的机器码,主要防止访问越解释,进行中断报错。而0xcccc就是中文编码的“烫”字。

最后面的两个“烫”还不能省略,因为我们是以块写入文件的,如果去掉4个cc,那么将没有16字节,如果有多个结构体变量的数据一块儿写到文件中时,结构体的数据对齐是非常重要的,否则将读写越界,跟内存一样。这里就好比内存的一个映射。

 

至于为什么会出现乱码,是因为超过可现实ASCII码值,看上去就是乱的,其实数据还是正常的。

 

理解了fwrite函数后,fread函数就简单了,由于篇幅原因我这里只写关键:

Student stu_out;

fread( &stu_out, sizeof( Student ), 1, pReadFile );

 

这样就能填充好stu_out结构体变量,我想你已经体会到了数据块读写时,数据对齐的重要性了。在游戏的资源包,就是采用的数据块的存储形式,同时bmp、jpg、exe、dll等文件都是由很多个数据块,通常是结构体的形式直接写入文件的,这样文件头记录了很多偏移,很多大小等就显得非常重要了。

 

最后,我直接写了一个实例,就是简单的打包,解包程序。可以将多个文件放置到一个包文件里,这个包是二进制包。基本的功能已经实现,只需要添加比如压缩,界面等优化工作了。我初步测试了一下是可以成功打包解包的,也没有太多的条件检查和效率考虑,本文重在解释文件操作的灵活性和重要性。好了,直接上代码吧:

 

  1. #include <stdio.h>
  2. #include <string.h>
  3. #include <stdlib.h>
  4. typedef unsigned int  uint;
  5. typedef unsigned char byte;
  6. // 包文件中最大可容纳的文件个数
  7. #define MAX_FILE_COUNT 10
  8. // 全局包文件指针
  9. FILE*  g_pMasFile = NULL;
  10. // 资源包文件头结构
  11. typedef struct SMaseFileHeader
  12. {
  13.     uint  uFileFlag;       // 包文件头标记: ’MASE’
  14.     uint  uFileCount;      // 包内文件个数
  15.     uint  uFileListOfs;    // 文件列表偏移
  16.     uint  uMaxFileCount;   // 最大子文件个数
  17.     uint  uFileSize;       // 包文件的大小
  18. }MaseHeader;
  19. // 包内文件信息结构
  20. typedef struct SFilesMessage
  21. {
  22.     uint  uFileOfs;          // 本文件在包内的偏移
  23.     uint  uFileSize;         // 本文件的大小
  24.     char  szFileName[ 260 ]; // 本文件的路径
  25. }FilesMsg;
  26. // 打开包文件
  27. int OpenMasFile( const char* path, const byte onlyOpen )
  28. {
  29.     uint       uWriteCount;       // 写入文件信息次数;
  30.     byte       bIsNew = 0;        // 是否新建的
  31.     MaseHeader header;            // 文件头结构定义
  32.     FilesMsg   msg;
  33.     g_pMasFile = fopen( path, ”rb” );  // 用来判断是否存在
  34.     if ( g_pMasFile == NULL )          // 这里就没有用windows API了
  35.     {
  36.         if ( onlyOpen == 1 )           // 只打开不新建
  37.             return -1;
  38.         bIsNew = 1;
  39.         g_pMasFile = fopen( path, ”wb” );
  40.         if ( g_pMasFile == NULL )
  41.             return -1;
  42.     }
  43.     // 先关闭,然后在用”rb+”方式打开
  44.     fclose( g_pMasFile );
  45.     g_pMasFile = fopen( path, ”rb+” );
  46.     if ( g_pMasFile == NULL )
  47.         return -1;
  48.     if ( bIsNew == 1 ) // 新建的文件
  49.     {
  50.         header.uFileFlag     = ’ESAM’;
  51.         header.uFileCount    = 0;
  52.         header.uFileListOfs  = sizeof( MaseHeader ); // 紧跟着就是文件列表
  53.         header.uMaxFileCount = MAX_FILE_COUNT;
  54.         header.uFileSize     = sizeof( MaseHeader )
  55.                                + ( MAX_FILE_COUNT * sizeof( FilesMsg ) );
  56.         // 写入头信息
  57.         fwrite( &header, sizeof( MaseHeader ), 1, g_pMasFile );
  58.         memset( &msg, 0, sizeof( FilesMsg ) );
  59.         uWriteCount = MAX_FILE_COUNT;
  60.         // 写入文件列表用0占位
  61.         while( uWriteCount– )
  62.             fwrite( &msg, sizeof( FilesMsg ), 1, g_pMasFile );
  63.     }
  64.     else  // 文件存在
  65.     {
  66.         // 则读取头文件信息
  67.         fread( &header, sizeof( MaseHeader ), 1, g_pMasFile );
  68.     }
  69.     // 检查文件头标记
  70.     if ( header.uFileFlag != ’ESAM’ )
  71.     {
  72.         fclose( g_pMasFile );
  73.         return -1;
  74.     }
  75.     // 检查数据是否完整
  76.     if ( header.uMaxFileCount != MAX_FILE_COUNT )
  77.     {
  78.         fclose( g_pMasFile );
  79.         return -1;
  80.     }
  81.     return 0;
  82. }
  83. // 写文件到包里
  84. int WriteFileToPak( const char* path )
  85. {
  86.     FilesMsg   fileMsg;      // 此文件的文件信息结构
  87.     MaseHeader header;       // 包文件头结构定义
  88.     uint       uFileSize;
  89.     uint       uFileListEndOfs;
  90.     byte*      pBuff;
  91.     FILE*      pFile = NULL;
  92.     if ( g_pMasFile == NULL )
  93.         return -1;
  94.     memset( &fileMsg, 0, sizeof( FilesMsg ) );
  95.     fseek( g_pMasFile, 0, SEEK_SET );
  96.     // 则读取头文件信息
  97.     fread( &header, sizeof( MaseHeader ), 1, g_pMasFile );
  98.     uFileListEndOfs = header.uFileCount * sizeof( FilesMsg ) + header.uFileListOfs;
  99.     pFile = fopen( path, ”rb” );
  100.     if ( pFile == NULL )
  101.         return -1;
  102.     fseek( pFile, 0, SEEK_END );
  103.     uFileSize = ftell( pFile );
  104.     fseek( pFile, 0, SEEK_SET );
  105.     // 文件名长度不能超过260
  106.     strcpy( fileMsg.szFileName, path );
  107.     fileMsg.uFileOfs  = header.uFileSize;
  108.     fileMsg.uFileSize = uFileSize;
  109.     // 写入文件信息
  110.     // 将文件指针定位到uFileListEndOfs处,以便写入新的文件信息结构
  111.     fseek( g_pMasFile, uFileListEndOfs, SEEK_SET );
  112.     fwrite( &fileMsg, sizeof( FilesMsg ), 1, g_pMasFile );
  113.     // 申请空间
  114.     pBuff = ( byte* )malloc( uFileSize );
  115.     fread( pBuff, uFileSize, 1, pFile );
  116.     // 写数据到包文件里
  117.     fseek( g_pMasFile, header.uFileSize, SEEK_SET );
  118.     fwrite( pBuff, uFileSize, 1, g_pMasFile );
  119.     // 释放内存
  120.     free( pBuff );
  121.     // 重新填充header
  122.     header.uFileCount += 1;
  123.     header.uFileSize  += uFileSize;
  124.     fseek( g_pMasFile, 0, SEEK_SET );
  125.     // 重新写入包文件头
  126.     fwrite( &header, sizeof( MaseHeader ), 1, g_pMasFile );
  127.     return 0;
  128. }
  129. // 从包文件里读数据
  130. int ReadFileFromPak( const FilesMsg msg, byte* _dst )
  131. {
  132.     if ( g_pMasFile == NULL )
  133.         return -1;
  134.     fseek( g_pMasFile, msg.uFileOfs, SEEK_SET );
  135.     fread( _dst, msg.uFileSize, 1, g_pMasFile );
  136.     return 0;
  137. }
  138. // 获取包中某个文件的信息
  139. int GetFileMessage( const char* path, FilesMsg* msg )
  140. {
  141.     FilesMsg   fileMsg;      // 此文件的文件信息结构
  142.     MaseHeader header;       // 包头结构
  143.     uint       uFileCount;   // 文件个数
  144.     if ( g_pMasFile == NULL || msg == NULL )
  145.         return -1;
  146.     // 则读取头文件信息
  147.     fseek( g_pMasFile, 0, SEEK_SET );
  148.     fread( &header, sizeof( MaseHeader ), 1, g_pMasFile );
  149.     uFileCount = header.uFileCount;
  150.     while ( uFileCount– )
  151.     {
  152.         fread( &fileMsg, sizeof( FilesMsg ), 1, g_pMasFile );
  153.         // 判断是否是要获取的文件
  154.         if ( stricmp( fileMsg.szFileName, path ) == 0 )
  155.         {
  156.             *msg = fileMsg;
  157.             return 0;
  158.         }
  159.     }
  160.     return -1;
  161. }
  162. // 关闭包文件
  163. int CloseMasFile( void )
  164. {
  165.     if ( g_pMasFile == NULL )
  166.         return -1;
  167.     fclose( g_pMasFile );
  168.     g_pMasFile = NULL;
  169.     return 0;
  170. }

 

上面已经将整个打包解包接口给实现了,我自定义文件扩展名为.mase, 这个随意哈,文件头结构上面已经很清晰了。由于篇幅的原因,这里就不一一解说了,我贴了很多注释。应该能够看懂的。

 

有了上面的接口,我们就可以来操作这个包文件了,先是看怎么写入:

 

  1. int main( void )
  2. {
  3.     int ret;
  4.     ret = OpenMasFile( ”E://PhotoPak.mase”, 0 );
  5.     if ( ret == -1 )
  6.         goto __exit;
  7.     WriteFileToPak( ”E://大山.jpg” );
  8.     WriteFileToPak( ”E://海水.bmp” );
  9.     WriteFileToPak( ”E://查看.exe” );
  10.     WriteFileToPak( ”E://加载.dll” );
  11.     WriteFileToPak( ”E://说明.txt” );
  12. __exit:
  13.     CloseMasFile();
  14.     return 0;
  15. }

 

在这段代码里,演示了怎么将文件给写进包文件,首先是创建了一个PhotoPak.mase包,然后是向里面写入了:大山.jpg、海水.bmp、查看.exe、加载.dll、说明.txt这么几个文件,注意我的接口里面都是用二进制打开的,因为如果是非二进制打开的话,写入的时候会插入一些物理字符(比如回车符(ASCII:0x0D( 1310 ))等)。那样插入进去后,然后在解包时再采用非二进制方式写入文件就不是原来的文件了,这点大家要注意。





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