C语言入门教程-二进制文件

二进制文件

二进制文件非常类似于结构体数组，只不过这些结构体被保存在一个磁盘文件而非内存数组中。因为是使用磁盘保存二进制文件中的结构体，所以您可以创建非常庞大数目的结构体（只受可用磁盘空间的限制）。它们还是永久性的，并且可以随时使用。惟一的缺点是磁盘存取会造成延迟。

二进制文件与文本文件有两个不同的特点：

• 您可以立即跳至文件中的任一结构体，类似于数组的随机存取。
• 您可以随时改变文件中任一处结构体的内容。

二进制文件通常还具有比文本文件更短的存取时间，因为文件记录的二进制映像是直接从内存传送至磁盘的（或相反的方向）。对于文本文件，所有数据都要反复转换成文本，而这需要花费时间。

C所支持的“结构体文件”概念十分简洁。某文件被打开后，您可以读取一个结构体，写入一个结构体，或移动至文件中的任一结构体。这种文件模型要求有一个文件指针的概念。打开文件时，指针指向0号记录（文件的第一个记录）。任何读操作都读取当前被指向的结构体，并将指针指向下一个结构体。任何写操作都向当前被指向的结构体写入数据，并将指针指向下一个结构体。移动操作将文件指针移至指定的记录。

请记住C总是将文件内容视为从磁盘读入内存或从内存写入磁盘的字节块。C使用文件指针，但指针可以指向文件中的任一字节。因此您需要自己管理好指针的位置。

下面的程序可以说明以上概念：

#include
         
          
           
            /* 任取一种文件记录结构，也可以是其他形式 */ struct rec { int x,y,z; }; /* 向文件“junk”先写入 再读取10条随意的记录。*/ int main() { int i,j; FILE *f; struct rec r; /* 创建一个包含10条记录的文件 */ f=fopen("junk","w"); if (!f) return 1; f
            or(i=1;i<=10; i++) { r.x=i; fwrite(&r,sizeof(struct rec),1,f);
           
           
            } fclose(f); /* 读取这10条记录 */ f=fopen("junk","r"); if (!f) return 1; for (i=1;i<=10; i++) { fread(&r,sizeof(struct rec),1,f);
           
           
            printf("%d
           
          
         \
         
          
           
          
          
           
            
             n ",r.x); } fclose(f); printf("
            
           
          \
          
           
            
           
           
            
             
              n "); /* 使用fseek逆序读取10条记录 */ f=fopen("junk","r"); if (!f) return 1; for (i=9; i>=0; i--) { fseek(f,sizeof(struct rec)*i,SEEK_SET); fre
              ad(&r,sizeof(struct rec),1,f);
             
             
              printf("%d
             
            
           \
           
            
             
            
            
             
              
               n ",r.x); } fclose(f); printf("
              
             
            \
            
             
              
             
             
              
               
                n "); /* 使用fseek隔条读取记录 */ f=fopen("junk","r"); if (!f) return 1; fseek(f,0,SEEK_SET); for (i=0;i<5; i++) { fread(&r,sizeof(struct rec),1,f);
               
               
                printf("%d
               
              
             \
             
              
               
              
              
               
                
                 n ",r.x); fseek(f,sizeof(struct rec),SEEK_CUR); } fclose(f); printf("
                
               
              \
              
               
                
               
               
                
                 
                  n "); /* 使用fseek读取第4条记录， 修改记录内容并写回 */ f=fopen("junk","r+"); if (!f) return 1; fseek(f,sizeof(struct rec)*3,SEEK_SET); fread(&r,sizeof(struct rec),1,f); r.x=100; fseek(f,sizeof(struct rec)*3,SEEK_SET); fwri
                  te(&r,sizeof(struct rec),1,f); fclose(f); printf("
                 
                
               \
               
                
                 
                
                
                 
                  
                   n "); /* 读取10条记录 检查第4条记录是否已被修改 */ f=fopen("junk","r"); if (!f) return 1; for (i=1;i<=10; i++) { fread(&r,sizeof(struct rec),1,f);
                  
                  
                   printf("%d
                  
                 
                \
                
                 
                  
                 
                 
                  
                   
                    n ",r.x); } fclose(f); return 0; }
                   
                  
                 
                
               
              
             
            
           
          
         

此程序使用了一个名为rec的结构体类型，但您也可以使用任一种结构体类型。您可以看到fopen和fclose的使用和在文本文件中是一样的。

新引入的函数是fread、fwrite和fseek。fread函数接受四个参数：

• 一个内存地址
• 读入的内存块包含的字节数
• 读入的内存块个数
• 文件变量

因此，fread(&r,sizeof(struct rec),1,f);表示：把12个字节（rec类型的大小）的内容从文件f（文件指针指向的当前位置）读入内存地址&r，共要求读入一个12字节大小的块。只要把1改成100，就可以很容易地使这条语句变为：将100个块从磁盘读入一个内存数组中。

fwrite和fread类似，只不过它是将字节块从内存写入文件中。fseek函数负责把文件指针移至文件中的某个字节。指针每次移动的距离一般都是sizeof(struct rec)的整数倍，这样指针就可以保持总是指向记录的开始处。移动指针有三种方式：

• SEEK_SET
• SEEK_CUR
• SEEK_END

SEEK_SET表示指针从文件开始处（0字节处）向后移动x个字节。SEEK_CUR表示指针从当前位置向后移动x个字节。SEEK_END表示指针从文件末尾向前移动（所以偏移量应为负数）。

上面代码中使用了多个函数选项。其中请特别注意一下用r+模式打开文件的段落。这种模式支持文件的读取和写入，即可以修改文件中的记录。程序首先把文件指针移至某个记录，然后读取这条记录内容并修改了一个成员。之后重新把指针移动指向此记录，因为刚才的读取已经更新了指针。最后把修改过的记录写回。