C Programmeringsveiledning for håndtering av tilfeldig tilgang

Bortsett fra de enkleste applikasjonene, må de fleste programmene lese eller skrive filer. Det kan være bare for å lese en konfigurasjonsfil, eller en tekstdeler eller noe mer sofistikert. Denne veiledningen fokuserer på å bruke tilfeldige tilgangsfiler i C.

De grunnleggende filoperasjonene er:

• fopen - åpne en fil - spesifiser hvordan den åpnes (les / skriv) og skriv (binær / tekst)
• fclose - lukk en åpnet fil
• fread - les fra en fil
• fwrite - skriv til en fil
• fseek / fsetpos - flytt en filpeker til et sted i en fil
• ftell / fgetpos - fortell hvor filpekeren ligger

De to grunnleggende filtypene er tekst og binære. Av disse to er binære filer vanligvis enklere å håndtere. Av den grunn og det faktum at tilfeldig tilgang på en tekstfil ikke er noe du trenger å gjøre ofte, er denne opplæringen begrenset til binære filer. De fire første operasjonene som er oppført ovenfor, er for både tekst- og tilfeldig tilgangsfiler. De to siste bare for tilfeldig tilgang.

Tilfeldig tilgang betyr at du kan flytte til hvilken som helst del av en fil og lese eller skrive data fra den uten å måtte lese gjennom hele filen. For mange år siden ble data lagret på store hjul med datatapen. Den eneste måten å komme til et punkt på båndet var ved å lese hele veien gjennom båndet. Så kom disker med, og nå kan du lese hvilken som helst del av filen direkte.

En binær fil er en fil av en hvilken som helst lengde som inneholder byte med verdier i området 0 til 255. Disse byte har ingen annen betydning i motsetning til i en tekstfil der verdien 13 betyr vognretur, 10 betyr linjefôring og 26 betyr slutt på filen. Programvare som leser tekstfiler, må håndtere disse andre betydningene.

Binære filer en strøm av byte, og moderne språk pleier å jobbe med strømmer i stedet for filer. Den viktige delen er datastrømmen i stedet for hvor den kom fra. I C, kan du tenke på dataene enten som filer eller strømmer. Med tilfeldig tilgang kan du lese eller skrive til hvilken som helst del av filen eller strømmen. Med sekvensiell tilgang, må du gå gjennom filen eller strømme fra starten som et stort bånd.

Denne kodeprøven viser en enkel binær fil som åpnes for skriving, med en tekststreng (char *) som blir skrevet inn i den. Normalt ser du dette med en tekstfil, men du kan skrive tekst til en binær fil.

Dette eksemplet åpner en binær fil for skriving og skriver deretter en char * (streng) i den. FILE-variabelen returneres fra fopen () -samtalet. Hvis dette mislykkes (filen kan eksistere og være åpen eller skrivebeskyttet, eller det kan være en feil med filnavnet), returnerer den 0.

Kommandoen fopen () prøver å åpne den spesifiserte filen. I dette tilfellet er det test.txt i samme mappe som applikasjonen. Hvis filen inneholder en bane, må alle tilbakeslag være doblet. "c: \ mappe \ test.txt" er feil; du må bruke "c: \\ folder \\ test.txt".

Siden filmodusen er "wb", skriver denne koden til en binær fil. Filen opprettes hvis den ikke eksisterer, og hvis den gjør det, slettes det som var i den. Hvis oppfordringen til fopen mislykkes, kanskje fordi filen var åpen eller navnet inneholder ugyldige tegn eller en ugyldig bane, returnerer fopen verdien 0.

Selv om du bare kan se etter at ft ikke er null (suksess), har dette eksemplet en FileSuccess () -funksjon for å gjøre dette eksplisitt. På Windows sender den ut suksessen / feilen av samtalen og filnavnet. Det er litt belastende hvis du er ute etter ytelse, så du kan begrense dette til feilsøking. På Windows er det lite overføring som gir tekst til systemfeileren.

Fwrite () ringer gir ut den spesifiserte teksten. Den andre og tredje parameter er størrelsen på tegnene og lengden på strengen. Begge er definert som størrelse_t som er usignert heltall. Resultatet av denne samtalen er å skrive antall elementer av den angitte størrelsen. Merk at med binære filer, selv om du skriver en streng (char *), legger den ikke til noen vognretur eller linjefôringstegn. Hvis du vil ha dem, må du eksplisitt inkludere dem i strengen.

Når du åpner en fil, spesifiserer du hvordan den skal åpnes - om du vil opprette den fra ny eller overskrive den og om den er tekst eller binær, lese eller skrive og om du vil legge ved den. Dette gjøres ved å bruke en eller flere filmodusspesifikasjoner som er enkeltbokstaver "r", "b", "w", "a" og "+" i kombinasjon med de andre bokstavene.

• r - Åpner filen for lesing. Dette mislykkes hvis filen ikke eksisterer eller ikke kan finnes.
• w - Åpner filen som en tom fil for skriving. Hvis filen eksisterer, blir innholdet ødelagt.
• a - Åpner filen for skriving på slutten av filen (vedlegg) uten å fjerne EOF-markøren før du skriver nye data til filen; dette oppretter filen først hvis den ikke eksisterer.

Når du legger til "+" i filmodusen, opprettes tre nye moduser:

• r + - Åpner filen for både lesing og skriving. (Filen må eksistere.)
• w + - Åpner filen som en tom fil for både lesing og skriving. Hvis filen eksisterer, blir innholdet ødelagt.
• a + - Åpner filen for lesing og vedlegg; den vedlagte operasjonen inkluderer fjerning av EOF-markøren før nye data skrives til filen, og EOF-markøren blir gjenopprettet etter at skrivingen er fullført. Den oppretter filen først hvis den ikke eksisterer. Åpner filen for lesing og vedlegg; den vedlagte operasjonen inkluderer fjerning av EOF-markøren før nye data skrives til filen, og EOF-markøren blir gjenopprettet etter at skrivingen er fullført. Den oppretter filen først hvis den ikke eksisterer.

Denne tabellen viser kombinasjoner av filmodus for både tekst og binære filer. Vanligvis leser du enten fra eller skriver til en tekstfil, men ikke begge på samme tid. Med en binær fil kan du både lese og skrive til den samme filen. Tabellen nedenfor viser hva du kan gjøre med hver kombinasjon.

• r tekst - lest
• rb + binær - les
• r + tekst - lese, skrive
• r + b binær - les, skriv
• rb + binær - les, skriv
• w tekst - skriv, opprett, avkort
• wb binær - skriv, opprett, avkort
• w + tekst - lese, skrive, opprette, avkort
• w + b binær - les, skriv, opprett, avkort
• wb + binær - les, skriv, opprett, avkort
• en tekst - skriv, skap
• ab binær - skriv, opprett
• a + tekst - lese, skrive, opprette
• a + b binær - skriv, opprett
• ab + binær - skriv, opprett

Med mindre du bare oppretter en fil (bruk "wb") eller bare leser en (bruk "rb"), kan du slippe unna med å bruke "w + b".

Noen implementeringer tillater også andre bokstaver. Microsoft, tillater for eksempel:

• t - tekstmodus
• c - forplikte
• n - ikke-forplikte
• S - optimalisere hurtigbuffer for sekvensiell tilgang
• R - hurtigbufring ikke-sekvensiell (tilfeldig tilgang)
• T - midlertidig
• D - slett / midlertidig, som dreper filen når den er lukket.

Disse er ikke bærbare, så bruk dem til din egen fare.

Hovedårsaken til å bruke binære filer er fleksibiliteten som lar deg lese eller skrive hvor som helst i filen. Tekstfiler lar deg bare lese eller skrive sekvensielt. Med utbredelsen av billige eller gratis databaser som f.eks SQLite og MySQL, reduserer behovet for å bruke tilfeldig tilgang på binære filer. Tilfeldig tilgang til filoppføringer er imidlertid litt gammeldags, men likevel nyttig.

Anta at eksemplet viser et indeks- og datafilpar som lagrer strenger i en tilfeldig tilgangsfil. Strengene har forskjellige lengder og indekseres etter posisjon 0, 1 og så videre.

Det er to tomfunksjoner: CreateFiles () og ShowRecord (int recnum). CreateFiles bruker en char * -buffer i størrelse 1100 for å holde en midlertidig streng som består av formatstrengen msg etterfulgt av n stjerner der n varierer fra 5 til 1004. To FILE * opprettes begge ved å bruke wb filemode i variablene ftindex og ftdata. Etter opprettelsen brukes disse til å manipulere filene. De to filene er

• index.dat
• Data.dat

Indeksfilen inneholder 1000 poster av typen indextype; dette er strukturen i uavhengige typen, som har de to medlemmene pos (av typen fpos_t) og størrelse. Den første delen av løkken:

fyller strengen msg slik.

og så videre. Så dette:

fyller strukturen med lengden på strengen og punktet i datafilen der strengen skal skrives.

På dette tidspunktet kan både indeksfilstrukturen og datafilstrengen skrives til deres respektive filer. Selv om dette er binære filer, skrives de sekvensielt. I teorien kan du skrive poster til en posisjon utover den gjeldende slutten av filen, men det er ikke en god teknikk å bruke og sannsynligvis overhodet ikke bærbar.

Den siste delen er å lukke begge filene. Dette sikrer at den siste delen av filen skrives til disk. Under filskriving går ikke mange av skrivene direkte til disk, men blir holdt i buffere i fast størrelse. Etter at en skriving har fylt bufferen, skrives hele innholdet i bufferen til disk.

En filspylefunksjon tvinger spyling, og du kan også spesifisere filspylingsstrategier, men de er ment for tekstfiler.

For å teste at en hvilken som helst spesifisert post fra datafilen kan hentes, må du vite to ting: hvor den starter i datafilen og hvor stor den er.

Dette er hva indeksfilen gjør. ShowRecord-funksjonen åpner begge filene, søker til riktig punkt (recnum * sizeof (indextype) og henter et antall byte = sizeof (index)).

SEEK_SET er en konstant som spesifiserer hvor fseek er gjort fra. Det er to andre konstanter definert for dette.

• SEEK_CUR - søk i forhold til nåværende stilling
• SEEK_END - søk absolutt fra slutten av filen
• SEEK_SET - søk absolutt fra starten av filen

Du kan bruke SEEK_CUR til å flytte filmarkøren frem etter størrelse på (indeks).

Etter å ha oppnådd størrelsen og plasseringen av dataene, gjenstår det bare å hente dem.

Her bruker du fsetpos () på grunn av typen index.pos som er fpos_t. En alternativ måte er å bruke ftell i stedet for fgetpos og fsek i stedet for fgetpos. Paret fseek og ftell fungerer med int mens fgetpos og fsetpos bruker fpos_t.

Etter å ha lest posten i minnet, legges det til et nulltegn \ 0 for å gjøre det til et ordentlig c-streng. Ikke glem det, ellers vil du få et brak. Som tidligere kalles fclose på begge filene. Selv om du ikke vil miste noen data hvis du glemmer fclose (i motsetning til med skriver), vil du ha en minnelekkasje.