C和指针 第十五章 二进制I/O

二进制I/O

数据写入到文件效率最高的是用二进制形式写入，二进制输出避免了在数值转换为字符串过程中，所涉及的开销和精度损失，但而精致并非人眼所能阅读，所以这个技巧只有当数据被另一个程序按顺序读取才能使用。

/*二进制读和写函数
buffer是指向用于保存数据的内存位置指针
size 是缓冲区中每个元素的字节数
count 是读取或写入的元素数量
stream是读写流*/
size_t fread(void *buffer, size_t size, size_t count, FILE *steam);
size_t fwrite(void *buffer, size_t size, size_t count, FILE *steam);

buffer被解释为一个或多个值的数组，count参数指定数组中有多少值，所以读取标量，count值应该为1。函数返回值是实际读取或者写入的元素(非字节)数目。如果遇到文件结尾或者错误，那么这个数字可能比请求的元素数目要小。

下面的代码先二进制写入浮点数到文件，然后再读出：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(){
	float array[2] = {1.1, 2.2};
	float temp[2];

	FILE *file = fopen("D:\\C\\writeBin.txt", "wb");
	if(file == NULL){
		printf("open error");
	}
	//二进制写入两个浮点数
	if(fwrite(array, sizeof(float), 2, file) != 2){
		printf("写入失败\n");
	}
	fclose(file);

	//二进制打开
	file = fopen("D:\\C\\writeBin.txt", "rb");
	//二进制读入两个浮点数
	if(fread(temp, sizeof(float), 2, file) == 2){
		printf("temp: %.2f %.2f\n", temp[0], temp[1]);
	}

	return 0;
}

运行：

文件打开是二进制不可见的，所以乱码

刷新的定位函数：

fflush迫使一个输出流的缓冲区内的数据进行物理写入，不管它是否已经写满，原型如下：

int fflush(FILE *stream);

当需要把输出缓冲立即写入时可以使用这个函数

正常情况下，数据以线性的方式写入，后写入的数据在文件中是在之前写入的数据之后的，C语言支持随机访问I/O,可以任意顺序访问文件的不同位置。通过在读写前确定到文件中需要的位置来实现。下面两个函数：

//返回流当前位置，也就是下一个读取或者写入开始的位置，距离文件起始位置的偏移量
long ftell(FILE *stream);

二进制流中，返回值就是距离开始的字节数，文本流中，这个值表示一个位置，但它不一定是距离文件开始的字节数，因为系统会对行尾字符进行翻译转换，但是它的值都可以传递给fseek，作为距离开始位置偏移量。

//fseek函数允许你在一个流中定位，将改变下一个读入和写入操作的位置。
int fseek(FILE *stream, long offset, int from);

定位到起始位置之前是错误的，定位到文件尾之后写入将扩展这个文件，读取将导致“到达文件尾”信息。

#include <stdio.h>

int main()
{
	float array[2] = {1.1, 2.2};
	FILE *file = fopen("D:\\C\\writeBin.txt", "wb");

	fwrite(array, sizeof(float), 5, file);
	//偏移到seek_end之后，将扩展文件
	fseek(file, 1000, 0);
	fwrite(array, sizeof(float), 1, file);

	fclose(file);
	return 0;
}

SEEK_SET,流起始位置

SEEK_CUR,流当前位置

SEEK_END,流尾部结束位置

对于二进制流，从SEEK_END进行定位可能不被支持，应该避免

对于文本流，因为会执行行末字符映射，所以文本文件的字节数可能和程序写入的字节数不同，所以无法通过SEET_CUR和SEEK_END准确定位，所以用这个两个位置时offset应该为0，如果是从SEEK_SET,offset必须是ftell的返回偏移位置。

如果使用fseek，将导致三个副作用，

1.行尾指示字符被清除

2.ungetc把字符返回流中，那么这个被退回的字符将被丢掉，因为在定位操作后，它不再是下一个字符了。

3.定位允许从写模式切换到读取模式

#include <stdio.h>

int main()
{
	float array[2] = {1.1, 2.2};
	float temp[1];
	FILE *file = fopen("D:\\C\\writeBin.txt", "wb");
	fwrite(array, sizeof(float), 5, file);
	fseek(file, 1000, 0);
	//更改写模式到读模式
	fread(temp, sizeof(float), 1, file);
	//打印1.1
	printf("%lf\n", temp[1]);
	fclose(file);
	return 0;
}

运行：

//将读写指针设置为指定流的起始位置，同时清除流错误提示标志。
void rewind(FILE *stream);

fgetpos和tfsetpos分别是ftell和fseek的替代，但是不是标准定义的。

改变缓冲方式

当流打开后，没有进行任何其他操作时，可以通过下面的函数改变留的缓冲方式

//另设一个数组，用于对流进行缓冲
void setbuf(FILE *stream, char *buf);

为流自行指定一个缓冲，大小为BUFSIZ，定义在stdio.h中，可以防止I/O函数库为他动态分配缓冲，如果使用NULL调用，则关闭所有缓冲方式

int setvbuf(FILE *stream, char *buf, int mode, size_t size);

mode参数用于设置缓冲模式，_IONBF指定不缓冲，__IOLBF，行缓冲，每遇到换行符，缓冲刷新，__IOFBF指定一个完全缓冲流。

流错误函数

//遇到文件尾，返回真，可以通过fseek和rewind清除
int feof(FILE *stream)
//报告流错误状态，如果出现错误返回真
int ferror(FILE *stream);
//对流错误标志重置
void  clearerr(FILE *stream);

临时文件和文件操纵

//创建一个文件，wb+打开，程序关闭后自动删除，不会与已存在文件同名
FILE *tmpfile(void);
//删除文件,成功返回0
int remove(char const *filename);
//重命名，成功返回0
int rename(char const*oldname, char const * newname);

重命名后删除文件：

#include <stdio.h>

int main()
{
	printf("%d\n", rename("writeBin.txt", "newName"));
	printf("%d\n", remove("newName"));
	return 0;
}

运行