Файлам. При этом с точки зрения технической реализации на уровне аппаратуры, текстовые файлы являются частным случаем двоичных файлов, и, таким образом, в широком значении слова под определение «двоичный файл» подходит любой файл.

В целом данный термин представляет собой меру отношения потребителя бинарного файла и самого файла. Если потребитель знает структуру и правила, по которым он способен преобразовать данный файл к более высокоуровневому, то он не является для него бинарным. Например, исполняемые файлы являются бинарными для пользователя компьютера, но при этом не являются таковыми для операционной системы . [ ]

Визуализация

Для наглядного представления двоичного файла он разбивается на куски равного размера, представляемые в виде чисел, записываемых, обычно, в шестнадцатеричной системе , иногда в восьмеричной , двоичной или десятичной . Означенный размер куска может быть равен одному октету , а также двум или четырём (в случае разбиения на куски по несколько октетов применяется порядок байтов , принятый на используемой платформе). Зависимость диапазона представляемых чисел от размера куска показана в таблице:

Нередко, помимо числовых значений байт, выводятся также символы кодовой страницы , например ASCII . Нижеследующий пример показывает т. н. классический дамп (пооктетное шестнадцатеричное представление по 16 байт в строке, с печатными ASCII-символами справа) начала PNG -файла логотипа Википедии:

00000000 89 50 4e 47 0d 0a 1a 0a 00 00 00 0d 49 48 44 52 |.PNG........IHDR| 00000010 00 00 00 87 00 00 00 a0 08 03 00 00 00 11 90 8f |................| 00000020 b6 00 00 00 04 67 41 4d 41 00 00 d6 d8 d4 4f 58 |.....gAMA.....OX| 00000030 32 00 00 00 19 74 45 58 74 53 6f 66 74 77 61 72 |2....tEXtSoftwar| 00000040 65 00 41 64 6f 62 65 20 49 6d 61 67 65 52 65 61 |e.Adobe ImageRea| 00000050 64 79 71 c9 65 3c 00 00 03 00 50 4c 54 45 22 22 |dyq.e<....PLTE""| 00000060 22 56 56 56 47 47 47 33 33 33 30 30 30 42 42 42 |"VVVGGG333000BBB| 00000070 4b 4b 4b 40 40 40 15 15 15 4f 4f 4f 2c 2c 2c 3c |KKK@@@...OOO,<| 00000080 3c 3c 3e 3e 3e 3a 39 39 04 04 04 1d 1d 1d 35 35 |<<>>>:99......55| 00000090 35 51 50 50 37 37 37 11 11 11 25 25 25 0d 0d 0d |5QPP777...%%%...| 000000a0 27 27 27 1a 1a 1a 38 38 38 2a 2a 2a 08 08 08 20 |"""...888**... | 000000b0 20 20 17 17 17 2e 2e 2e 13 13 13 bb bb bb 88 88 | ..............|

Инструменты

Для визуализации

• debug (в Microsoft Windows , частично)
• hexdump (в FreeBSD , GNU/Linux и т. п.)

Для редактирования

• HEX-редактор
  • beye (для всех операционных систем, свободная программа)
  • hiew (для DOS, Microsoft Windows, Windows NT)
  • WinHex (для Windows)

В приведенном выше примере самым "длинным" является вариант "b ": для него требуется 23 байта (21 байт для строки и 2 байта для целого числа). Для вариантов "n " и "m " требуется 4 и 5 байт соответственно (см. таблицу).

name, publisher item Вариантная часть

Бинарные файлы

Бинарные файлы хранят информацию в том виде, в каком она представлена в памяти компьютера, и потому неудобны для человека. Заглянув в такой файл, невозможно понять, что в нем записано; его нельзя создавать или исправлять вручную - в каком-нибудь текстовом редакторе - и т.п. Однако все эти неудобства компенсируются скоростью работы с данными.

Кроме того, текстовые файлы относятся к структурам последовательного доступа, а бинарные - прямого. Это означает, что в любой момент времени можно обратиться к любому, а не только к текущему элементубинарного файла .

Типизированные файлы

Переменные структурированных типов данных (кроме строкового) невозможно считать из текстового файла. Например, если нужно ввести из текстового файла данные для наполнения записи toy информацией об имеющихся в продаже игрушках (название товара, цена товара и возрастной диапазон, для которого игрушка предназначена):

age: set of 0..18; {в файле задано границами}

то придется написать следующий код:

c: char; i,j,min,max: integer;

a: array of toy;

begin assign(f,input); reset(f);

for i:=1 to 100 do if not eof(f)

then with a[i] do

begin readln(f,name,price,min,max); age:=;

for j:= min to max do age:=age+[j];

Как видим, такое поэлементное считывание весьма неудобно и трудоемко.

Выход из этой ситуации предлагают типизированные файлы - их элементы могут относиться к любому базовому или структурированному типу данных. Единственное ограничение: все элементы должны быть одного и того же типа. Это кажущееся неудобство является

непременным условием для организации прямого доступа к элементам бинарного файла : как и в случае массивов, если точно известна длина каждого компонента структуры, то адрес любого компонента может быть вычислен по очень простой формуле:

<начало_структуры> + <номер_компонента>*<длина_компонента>

Описание типизированных файлов

В разделе var файловые переменные, предназначенные для работы стипизированными файлами , описываются следующим образом:

var <файловая_перем>: file of <тип_элементов_файла>;

Никакая файловая переменная не может быть задана константой.

Назначение типизированного файла

С этого момента и до конца раздела под словом "файл" мы будем подразумевать "бинарный типизированный файл " (разумеется, если специально не оговорено иное).

Команда assign(f,"<имя_файла>"); служит для установления связи между файловой переменнойf и именем того файла, за работу с которым эта переменная будет отвечать.

Строка "<имя_файла> " может содержать полный путь к файлу. Если путь не указан, файл считается расположенным в той же директории, что и исполняемый модуль программы.

Открытие и закрытие типизированного файла

В зависимости от того, какие действия ваша программа собирается производить с открываемым файлом, возможно двоякое его открытие:

reset(f); - открытие файла для считывания из него информации и одновременно длязаписи в него (если такого файла не существует, попытка открытия вызовет ошибку). Эта же команда служит для возвращения указателя на начало файла;

rewrite(f); - открытие файла длязаписи в него информации; если такого файла не существует, он будет создан; если файл с таким именем уже есть, вся содержавшаяся в нем ранее информация исчезнет.

Закрываются типизированные файлы процедуройclose(f) , общей для всех типов файлов.

Считывание из типизированного файла

Чтение из файла, открытого для считывания, производится с помощью команды read() . В скобках сначала указывается имя файловой переменной, а затем - список ввода1) :

Вводить из файла можно только переменные соответствующего объявлению типа, но этот тип данных может быть и структурированным. Cкажем, если вернуться к примеру, приведенному в начале п. "Типизированные файлы ", то станет очевидным, что использованиетипизированного файла вместо текстового позволит значительно сократить текст программы:

type toy = record name: string; price: real;

age: set of 0..18; {задано границами}

var f: file of toy;

a: array of toy; begin

assign(f,input);

for i:=1 to 100 do

if not eof(f) then read(f,a[i]); close(f);

Поиск в типизированном файле

Уже знакомая нам функция eof(f:file):boolean сообщает о достигнутом конце файла. Все остальные функции "поиска конца" (eoln() ,seekeof() иseekeoln() ), свойственные текстовым файлам, нельзя применять к файламтипизированным .

Зато существуют специальные подпрограммы, которые позволяют работать с типизированными файлами как со структурами прямого доступа:

1. Функция filepos(f:file):longint сообщит текущее положение указателя в файлеf . Если он указывает на самый конец файла, содержащегоN элементов, то эта функция выдаст результатN . Это легко объяснимо: элементы файла нумеруются начиная с нуля, поэтому последний элемент имеет номер N-1 . А номерN принадлежит, таким образом, "несуществующему" элементу - признаку конца файла.

2. Функция filesize(f:file):longint вычислит длину файлаf .

3. Процедура seek(f:file,n:longint) передвинет указатель в файлеf на началозаписи с номеромN . Если окажется, чтоn больше фактической длины файла, то указатель будет передвинут и за реальный конец файла.

4. Процедура truncate(f:file) обрежет "хвост" файлаf : все элементы начиная с текущего и до конца файла будут из него удалены. На самом же деле произойдет лишь переписывание признака "конец файла" в то место, куда указывал указатель, а физически "отрезанные" значения останутся на прежних местах - просто они станут "бесхозными".

Запись в типизированный файл

Сохранять переменные в файл, открытый для записи , можно при помощи командыwrite() . Так же как и в случае считывания, первой указывается файловая переменная, а за ней - список вывода:

write(f,a,b,c); - записать в файлf (предварительно открытый длязаписи командамиrewrite(f) илиreset(f) ) переменныеa ,b ,c .

Выводить в типизированный файл можно только переменные соответствующего описанию типа данных. Неименованные и нетипизированные константы нельзя выводить в

типизированный файл.

Типизированные файлы рассматриваются как структуры одновременно и прямого, и последовательного доступа. Это означает, чтозапись возможна не только в самый конец файла, но и в любой другой его элемент. Записываемое значение заместит предыдущее значение в этом элементе (старое значение будет "затерто").

Например, если нужно заместить пятый элемент файла значением, хранящимся в переменной а , то следует написать следующий отрывок программы:

seek(f,5); {указатель будет установлен на начало 5-го элемента}

write(f,a); {указатель будет установлен на начало 6-го элемента}

Бинарный файл - это любой файл на вашем компьютере. Вся информация на компьютере и связанных с ним носителях записана в битах (отсюда и название). Однако, для сравнения, текстовый файл можно прочитать в соответствующих расширению ридерах (простейшие - даже в Блокноте), а исполняемый файл - нет. И хоть фактически txt-файл является тем же бинарным файлом, но когда говорят о проблеме открытия содержимого бинарных файлов, имеют ввиду исполняемые файлы, а также сжатые данные.

Вам понадобится

• - программа Hex Edit.

Инструкция

Теги: Бинарные файлы, fseek, ftell, fpos, fread, fwrite

Бинарные файлы

Т екстовые файлы хранят данные в виде текста (sic!). Это значит, что если, например, мы записываем целое число 12345678 в файл, то записывается 8 символов, а это 8 байт данных, несмотря на то, что число помещается в целый тип. Кроме того, вывод и ввод данных является форматированным, то есть каждый раз, когда мы считываем число из файла или записываем в файл происходит трансформация числа в строку или обратно. Это затратные операции, которых можно избежать.

Текстовые файлы позволяют хранить информацию в виде, понятном для человека. Можно, однако, хранить данные непосредственно в бинарном виде. Для этих целей используются бинарные файлы.

#include #include #include #define ERROR_FILE_OPEN -3 void main() { FILE *output = NULL; int number; output = fopen("D:/c/output.bin", "wb"); if (output == NULL) { printf("Error opening file"); getch(); exit(ERROR_FILE_OPEN); } scanf("%d", &number); fwrite(&number, sizeof(int), 1, output); fclose(output); _getch(); }

Выполните программу и посмотрите содержимое файла output.bin. Число, которое ввёл пользователь записывается в файл непосредственно в бинарном виде. Можете открыть файл в любом редакторе, поддерживающем представление в шестнадцатеричном виде (Total Commander, Far) и убедиться в этом.

Запись в файл осуществляется с помощью функции

Size_t fwrite (const void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream);

Функция возвращает число удачно записанных элементов. В качестве аргументов принимает указатель на массив, размер одного элемента, число элементов и указатель на файловый поток. Вместо массив, конечно, может быть передан любой объект.

Запись в бинарный файл объекта похожа на его отображение: берутся данные из оперативной памяти и пишутся как есть. Для считывания используется функция fread

Size_t fread (void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream);

Функция возвращает число удачно прочитанных элементов, которые помещаются по адресу ptr. Всего считывается count элементов по size байт. Давайте теперь считаем наше число обратно в переменную.

#include #include #include #define ERROR_FILE_OPEN -3 void main() { FILE *input = NULL; int number; input = fopen("D:/c/output.bin", "rb"); if (input == NULL) { printf("Error opening file"); getch(); exit(ERROR_FILE_OPEN); } fread(&number, sizeof(int), 1, input); printf("%d", number); fclose(input); _getch(); }

fseek

Одной из важных функций для работы с бинарными файлами является функция fseek

Int fseek (FILE * stream, long int offset, int origin);

Эта функция устанавливает указатель позиции, ассоциированный с потоком, на новое положение. Индикатор позиции указывает, на каком месте в файле мы остановились. Когда мы открываем файл, позиция равна 0. Каждый раз, записывая байт данных, указатель позиции сдвигается на единицу вперёд.
fseek принимает в качестве аргументов указатель на поток и сдвиг в offset байт относительно origin. origin может принимать три значения

• SEEK_SET - начало файла
• SEEK_CUR - текущее положение файла
• SEEK_END - конец файла. К сожалению, стандартом не определено, что такое конец файла, поэтому полагаться на эту функцию нельзя.

В случае удачной работы функция возвращает 0.

Дополним наш старый пример: запишем число, затем сдвинемся указатель на начало файла и прочитаем его.

#include #include #include #define ERROR_FILE_OPEN -3 void main() { FILE *iofile = NULL; int number; iofile = fopen("D:/c/output.bin", "w+b"); if (iofile == NULL) { printf("Error opening file"); getch(); exit(ERROR_FILE_OPEN); } scanf("%d", &number); fwrite(&number, sizeof(int), 1, iofile); fseek(iofile, 0, SEEK_SET); number = 0; fread(&number, sizeof(int), 1, iofile); printf("%d", number); fclose(iofile); _getch(); }

Вместо этого можно также использовать функцию rewind, которая перемещает индикатор позиции в начало.

В си определён специальный тип fpos_t, который используется для хранения позиции индикатора позиции в файле.
Функция

Int fgetpos (FILE * stream, fpos_t * pos);

используется для того, чтобы назначить переменной pos текущее положение. Функция

Int fsetpos (FILE * stream, const fpos_t * pos);

используется для перевода указателя в позицию, которая хранится в переменной pos. Обе функции в случае удачного завершения возвращают ноль.

Long int ftell (FILE * stream);

возвращает текущее положение индикатора относительно начала файла. Для бинарных файлов - это число байт, для текстовых не определено (если текстовый файл состоит из однобайтовых символов, то также число байт).

Рассмотрим пример: пользователь вводит числа. Первые 4 байта файла: целое, которое обозначает, сколько чисел было введено. После того, как пользователь прекращает вводить числа, мы перемещаемся в начало файла и записываем туда число введённых элементов.

#include #include #include #define ERROR_OPEN_FILE -3 void main() { FILE *iofile = NULL; unsigned counter = 0; int num; int yn; iofile = fopen("D:/c/numbers.bin", "w+b"); if (iofile == NULL) { printf("Error opening file"); getch(); exit(ERROR_OPEN_FILE); } fwrite(&counter, sizeof(int), 1, iofile); do { printf("enter new number? "); scanf("%d", &yn); if (yn == 1) { scanf("%d", &num); fwrite(&num, sizeof(int), 1, iofile); counter++; } else { rewind(iofile); fwrite(&counter, sizeof(int), 1, iofile); break; } } while(1); fclose(iofile); getch(); }

Вторая программа сначала считывает количество записанных чисел, а потом считывает и выводит числа по порядку.

#include #include #include #define ERROR_OPEN_FILE -3 void main() { FILE *iofile = NULL; unsigned counter; int i, num; iofile = fopen("D:/c/numbers.bin", "rb"); if (iofile == NULL) { printf("Error opening file"); getch(); exit(ERROR_OPEN_FILE); } fread(&counter, sizeof(int), 1, iofile); for (i = 0; i < counter; i++) { fread(&num, sizeof(int), 1, iofile); printf("%d\n", num); } fclose(iofile); getch(); }

Примеры

1. Имеется бинарный файл размером 10*sizeof(int) байт. Пользователь вводит номер ячейки, после чего в неё записывает число. После каждой операции выводятся все числа. Сначала пытаемся открыть файл в режиме чтения и записи. Если это не удаётся, то пробуем создать файл, если удаётся создать файл, то повторяем попытку открыть файл для чтения и записи.

#include #include #include #define SIZE 10 void main() { const char filename = "D:/c/state"; FILE *bfile = NULL; int pos; int value = 0; int i; char wasCreated; do { wasCreated = 0; bfile = fopen(filename, "r+b"); if (NULL == bfile) { printf("Try to create file...\n"); getch(); bfile = fopen(filename, "wb"); if (bfile == NULL) { printf("Error when create file"); getch(); exit(1); } for (i = 0; i < SIZE; i++) { fwrite(&value, sizeof(int), 1, bfile); } printf("File created successfully...\n"); fclose(bfile); wasCreated = 1; } } while(wasCreated); do { printf("Enter position "); scanf("%d", &pos); if (pos < 0 || pos >= SIZE) { break; } printf("Enter value "); scanf("%d", &value); fseek(bfile, pos*sizeof(int), SEEK_SET); fwrite(&value, sizeof(int), 1, bfile); rewind(bfile); for (i = 0; i < SIZE; i++) { fread(&value, sizeof(int), 1, bfile); printf("%d ", value); } printf("\n"); } while(1); fclose(bfile); }

2. Пишем слова в бинарный файл. Формат такой - сначало число букв, потом само слово без нулевого символа. Ели длина слова равна нулю, то больше слов нет. Сначала запрашиваем слова у пользователя, потом считываем обратно.

#include #include #include #include #define ERROR_FILE_OPEN -3 void main() { const char filename = "C:/c/words.bin"; const char termWord = "exit"; char buffer; unsigned int len; FILE *wordsFile = NULL; printf("Opening file...\n"); wordsFile = fopen(filename, "w+b"); if (wordsFile == NULL) { printf("Error opening file"); getch(); exit(ERROR_FILE_OPEN); } printf("Enter words\n"); do { scanf("%127s", buffer); if (strcmp(buffer, termWord) == 0) { len = 0; fwrite(&len, sizeof(unsigned), 1, wordsFile); break; } len = strlen(buffer); fwrite(&len, sizeof(unsigned), 1, wordsFile); fwrite(buffer, 1, len, wordsFile); } while(1); printf("rewind and read words\n"); rewind(wordsFile); getch(); do { fread(&len, sizeof(int), 1, wordsFile); if (len == 0) { break; } fread(buffer, 1, len, wordsFile); buffer = "\0"; printf("%s\n", buffer); } while(1); fclose(wordsFile); getch(); }

3. Задача - считать данные из текстового файла и записать их в бинарный. Для решения зачи создадим функцию обёртку. Она будет принимать имя файла, режим доступа, функцию, которую необходимо выполнить, если файл был удачно открыт и аргументы этой функции. Так как аргументов может быть много и они могут быть разного типа, то их можно передавать в качестве указателя на структуру. После выполнения функции файл закрывается. Таким образом, нет необходимости думать об освобождении ресурсов.

#include #include #include #define DEBUG #ifdef DEBUG #define debug(data) printf("%s", data); #else #define debug(data) #endif const char inputFile = "D:/c/xinput.txt"; const char outputFile = "D:/c/output.bin"; struct someArgs { int* items; size_t number; }; int writeToFile(FILE *file, void* args) { size_t i; struct someArgs *data = (struct someArgs*) args; debug("write to file\n") fwrite(data->items, sizeof(int), data->number, file); debug("write finished\n") return 0; } int readAndCallback(FILE *file, void* args) { struct someArgs data; size_t size, i = 0; int result; debug("read from file\n") fscanf(file, "%d", &size); data.items = (int*) malloc(size*sizeof(int)); data.number = size; while (!feof(file)) { fscanf(file, "%d", &data.items[i]); i++; } debug("call withOpenFile\n") result = withOpenFile(outputFile, "w", writeToFile, &data); debug("read finish\n") free(data.items); return result; } int doStuff() { return withOpenFile(inputFile, "r", readAndCallback, NULL); } //Обёртка - функция открывает файл. Если файл был благополучно открыт, //то вызывается функция fun. Так как аргументы могут быть самые разные, //то они передаются через указатель void*. В качестве типа аргумента //разумно использовать структуру int withOpenFile(const char *filename, const char *mode, int (*fun)(FILE* source, void* args), void* args) { FILE *file = fopen(filename, mode); int err; debug("try to open file ") debug(filename) debug("\n") if (file != NULL) { err = fun(file, args); } else { return 1; } debug("close file ") debug(filename) debug("\n") fclose(file); return err; } void main() { printf("result = %d", doStuff()); getch(); }

4. Функция saveInt32Array позволяет сохранить массив типа int32_t в файл. Обратная ей loadInt32Array считывает массив обратно. Функция loadInt32Array сначала инициализирует переданный ей массив, поэтому мы должны передавать указатель на указатель; кроме того, она записывает считанный размер массива в переданный параметр size, из-за чего он передаётся как указатель.

#include #include #include #include #define SIZE 100 int saveInt32Array(const char *filename, const int32_t *a, size_t size) { FILE *out = fopen(filename, "wb"); if (!out) { return 0; } //Записываем длину массива fwrite(&size, sizeof(size_t), 1, out); //Записываем весь массив fwrite(a, sizeof(int32_t), size, out); fclose(out); return 1; } int loadInt32Array(const char *filename, int32_t **a, size_t *size) { FILE *in = fopen(filename, "rb"); if (!in) { return 0; } //Считываем длину массива fread(size, sizeof(size_t), 1, in); //Инициализируем массив (*a) = (int32_t*) malloc(sizeof(int32_t) * (*size)); if (!(*a)) { return 0; } //Считываем весь массив fread((*a), sizeof(int32_t), *size, in); fclose(in); return 1; } void main() { const char *tmpFilename = "tmp.bin"; int32_t exOut; int32_t *exIn = NULL; size_t realSize; int i; for (i = 0; i < SIZE; i++) { exOut[i] = i*i; } saveInt32Array(tmpFilename, exOut, SIZE); loadInt32Array(tmpFilename, &exIn, &realSize); for (i = 0; i < realSize; i++) { printf("%d ", exIn[i]); } _getch(); }

5. Создание таблицы поиска. Для ускорения работы программы вместо вычисления функции можно произвести сначала вычисление значений функции на интервале с определённой точностью, после чего брать значения уже из таблицы. Программа сначала производит табулирование функции с заданными параметрами и сохраняет его в файл, затем подгружает предвычисленный массив, который уже используется для определения значений. В этой программе все функции возвращают переменную типа Result, которая хранит номер ошибки. Если функция отработала без проблем, то она возвращает Ok (0).

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS //Да, это теперь обязательно добавлять, иначе не заработает #include #include #include #include #include //Каждая функция возвращает результат. Если он равен Ok, то функция //отработала без проблем typedef int Result; //Возможные результаты работы #define Ok 0 #define ERROR_OPENING_FILE 1 #define ERROR_OUT_OF_MEMORY 2 //Функция, которую мы будем табулировать double mySinus(double x) { return sin(x); } Result tabFunction(const char *filename, double from, double to, double step, double (*f)(double)) { Result r; FILE *out = fopen(filename, "wb"); double value; if (!out) { r = ERROR_OPENING_FILE; goto EXIT; } fwrite(&from, sizeof(from), 1, out); fwrite(&to, sizeof(to), 1, out); fwrite(&step, sizeof(step), 1, out); for (from; from < to; from += step) { value = f(from); fwrite(&value, sizeof(double), 1, out); } r = Ok; EXIT: fclose(out); return r; } Result loadFunction(const char *filename, double **a, double *from, double *to, double *step) { Result r; uintptr_t size; FILE *in = fopen(filename, "rb"); if (!in) { r = ERROR_OPENING_FILE; goto EXIT; } //Считываем вспомогательную информацию fread(from, sizeof(*from), 1, in); fread(to, sizeof(*to), 1, in); fread(step, sizeof(*step), 1, in); //Инициализируем массив size = (uintptr_t) ((*to - *from) / *step); (*a) = (double*) malloc(sizeof(double)* size); if (!(*a)) { r = ERROR_OUT_OF_MEMORY; goto EXIT; } //Считываем весь массив fread((*a), sizeof(double), size, in); r = Ok; EXIT: fclose(in); return r; } void main() { const char *tmpFilename = "tmp.bin"; Result r; double *exIn = NULL; int accuracy, option; double from, to, step, arg; uintptr_t index; //Запрашиваем параметры для создания таблицы поиска printf("Enter parameters\nfrom = "); scanf("%lf", &from); printf("to = "); scanf("%lf", &to); printf("step = "); scanf("%lf", &step); r = tabFunction(tmpFilename, from, to, step, mySinus); if (r != Ok) { goto CATCH_SAVE_FUNCTION; } //Обратите внимание на формат вывода. Точность определяется //во время работы программы. Формат * подставит значение точности, //взяв его из списка аргументов accuracy = (int) (-log10(step)); printf("function tabulated from %.*lf to %.*lf with accuracy %.*lf\n", accuracy, from, accuracy, to, accuracy, step); r = loadFunction(tmpFilename, &exIn, &from, &to, &step); if (r != Ok) { goto CATCH_LOAD_FUNCTION; } accuracy = (int)(-log10(step)); do { printf("1 to enter values, 0 to exit: "); scanf("%d", &option); if (option == 0) { break; } else if (option != 1) { continue; } printf("Enter value from %.*lf to %.*lf: ", accuracy, from, accuracy, to); scanf("%lf", &arg); if (arg < from || arg > to) { printf("bad value\n"); continue; } index = (uintptr_t) ((arg - from) / step); printf("saved %.*lf\ncomputed %.*lf\n", accuracy, exIn, accuracy, mySinus(arg)); } while (1); r = Ok; goto EXIT; CATCH_SAVE_FUNCTION: { printf("Error while saving values"); goto EXIT; } CATCH_LOAD_FUNCTION: { printf("Error while loading values"); goto EXIT; } EXIT: free(exIn); _getch(); exit(r); }

6. У нас имеются две структуры. Первая PersonKey хранит логин, пароль, id пользователя и поле offset. Вторая структура PersonInfo хранит имя и фамилию пользователя и его возраст. Первые структуры записываются в бинарный файл keys.bin, вторые структуры в бинарный файл values.bin. Поле offset определяет положение соответствующей информации о пользователе во втором файле. Таким образом, получив PersonKey из первого файла, по полю offset можно извлечь из второго файла связанную с данным ключом информацию.

Зачем так делать? Это выгодно в том случае, если структура PersonInfo имеет большой размер. Извлекать массив маленьких структур из файла не накладно, а когда нам понадобится большая структура, её можно извлечь по уже известному адресу в файле.

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include #include #include #include typedef struct PersonKey { long long id; char login; char password; long offset;//Положение соответствующих значений PersonInfo } PersonKey; typedef struct PersonInfo { unsigned age; char firstName; char lastName; } PersonInfo; /* Функция запрашивает у пользователя данные и пишет их подряд в два файла */ void createOnePerson(FILE *keys, FILE *values) { static long long id = 0; PersonKey pkey; PersonInfo pinfo; pkey.id = id++; //Так как все значения пишутся друг за другом, то текущее положение //указателя во втором файле будет позицией для новой записи pkey.offset = ftell(values); printf("Login: "); scanf("%63s", pkey.login); printf("Password: "); scanf("%63s", pkey.password); printf("Age: "); scanf("%d", &(pinfo.age)); printf("First Name: "); scanf("%63s", pinfo.firstName); printf("Last Name: "); scanf("%127s", pinfo.lastName); fwrite(&pkey, sizeof(pkey), 1, keys); fwrite(&pinfo, sizeof(pinfo), 1, values); } void createPersons(FILE *keys, FILE *values) { char buffer; int repeat = 1; int counter = 0;//Количество элементов в файле //Резервируем место под запись числа элементов fwrite(&counter, sizeof(counter), 1, keys); printf("CREATE PERSONS\n"); do { createOnePerson(keys, values); printf("\nYet another one? "); scanf("%1s", buffer); counter++; if (buffer != "y" && buffer != "Y") { repeat = 0; } } while(repeat); //Возвращаемся в начало и пишем количество созданных элементов rewind(keys); fwrite(&counter, sizeof(counter), 1, keys); } /* Создаём массив ключей */ PersonKey* readKeys(FILE *keys, int *size) { int i; PersonKey *out = NULL; rewind(keys); fread(size, sizeof(*size), 1, keys); out = (PersonKey*) malloc(*size * sizeof(PersonKey)); fread(out, sizeof(PersonKey), *size, keys); return out; } /* Функция открывает сразу два файла. Чтобы упростить задачу, возвращаем массив файлов. */ FILE** openFiles(const char *keysFilename, const char *valuesFilename) { FILE **files = (FILE**)malloc(sizeof(FILE*)*2); files = fopen(keysFilename, "w+b"); if (!files) { return NULL; } files = fopen(valuesFilename, "w+b"); if (!files) { fclose(files); return NULL; } return files; } /* Две вспомогательные функции для вывода ключа и информации */ void printKey(PersonKey pk) { printf("%d. %s [%s]\n", (int)pk.id, pk.login, pk.password); } void printInfo(PersonInfo info) { printf("%d %s %s\n", info.age, info.firstName, info.lastName); } /* Функция по ключу (вернее, по его полю offset) достаёт нужное значение из второго файла */ PersonInfo readInfoByPersonKey(PersonKey pk, FILE *values) { PersonInfo out; rewind(values); fseek(values, pk.offset, SEEK_SET); fread(&out, sizeof(PersonInfo), 1, values); return out; } void getPersonsInfo(PersonKey *keys, FILE *values, int size) { int index; PersonInfo p; do { printf("Enter position of element. To exit print bad index: "); scanf("%d", &index); if (index < 0 || index >= size) { printf("Bad index"); return; } p = readInfoByPersonKey(keys, values); printInfo(p); } while (1); } void main() { int size; int i; PersonKey *keys = NULL; FILE **files = openFiles("C:/c/keys.bin", "C:/c/values.bin"); if (files == 0) { printf("Error opening files"); goto FREE; } createPersons(files, files); keys = readKeys(files, &size); for (i = 0; i < size; i++) { printKey(keys[i]); } getPersonsInfo(keys, files, size); fclose(files); fclose(files); FREE: free(files); free(keys); _getch(); }

Рассматриваемые нами до этого времени примеры демонстрировали форматированный ввод/вывод информации в файлы. Форматированный файловый ввод/вывод чисел целесообразно использовать только при их небольшой величине и малом количестве, а также при необходимости обеспечения возможности просмотра файлов не программными средствами. В противном случае, конечно, гораздо эффективнее использовать двоичный ввод/вывод, при котором числа хранятся таким же образом, как в ОП компьютера, а не в виде символьных строк. Напомню, что целочисленное (int) или вещественное (float) значение занимает в памяти 4 байта, значение типа double – 8 байт, а символьное значение типа char - 1 байт. Например, число 12345 в текстовом (форматированном) файле занимает 5 байт, а в бинарном файле – 4 байта.

Бинарные файлы , т.е. файлы, в которых информация хранится во внутренней форме представления, применяются для последующего использования программными средствами, их невозможно просматривать не программными средствами. Преимущество бинарных файлов состоит в том, что, во-первых, при чтении/записи не тратится время на преобразование данных из символьной формы представления во внутреннюю и обратно, а во-вторых, при этом не происходит потери точности вещественных чисел. Как в случае форматированного ввода/вывода, так и в случае бинарного ввода/вывода для "правильной" обработки информации из файла необходимо знать какие типы данных, каким образом и в какой последовательности записаны в бинарный файл, тем более, что просмотр бинарного файла с помощью текстового редактора ничего не даст.

Рассмотрим пример, демонстрирующий запись целочисленных элементов динамического массива в бинарный файл и чтение их из данного файла.

#include

#include

#include

using namespace std;

cout << "Vvedite kol-vo elementov celochisl. massiva: "; cin >> N;

int *mas = new int [N];

for(i=0; i

cout << " Vvedite " << i << "-i element: "; cin >> mas[i];

cout << "\nIdet zapis dannyh v fail..." << endl;

ofstream fout("c:\\os\\bin.dat", ios::binary); //созд. вых. бинарного потока

if(!fout) { cout << "\n Oshibka otkrytiya faila!"; getch(); return 1; }

fout.write(reinterpret_cast(mas), N*sizeof(int)); //запись массива в файл

fout.close(); //закрытие потока

cout << "Dannye uspeshno zapisany!" << endl;

for(i=0; i

ifstream fin("c:\\os\\bin.dat", ios::binary); //создание потока для чтения файла

if(!fin) { cout << "\n Oshibka otkrytiya faila!"; getch(); return 1; }

cout << "Fail sodergit:" << endl;

fin.read(reinterpret_cast(mas), N*sizeof(int)); //считывание массива из файла

for(i=0; i

getch(); return 0;

Особое внимание в данной программе надо уделить использованию функций write() (метод класса ofstream) и read() (метод класса ifstream). Эти функции думают о данных в терминах байтов и предназначены для переноса определённого количества байт из буфера данных в файл и обратно. Параметрами этих функций являются адрес буфера и его длина в байтах.

Функция write() предназначена для записи в файл указанного во втором параметре числа байт из указанного в первом параметре адреса буфера данных, а функция read() предназначена для считывания данных из файла. Здесь необходимо отметить, что эти функции работают с буфером данных только типа char. В связи с этим, в данной программе мы использовали оператор reinterpret_cast<> , который преобразует буфер наших данных типа int (mas) в буфер типа char.

Необходимо помнить, что приведение типа с помощью оператора reinterpret_cast необходимо только в тех случаях, когда первый параметр функций write() и read() не является символьным массивом (ведь символ типа char занимает только 1 байт). Кроме того, если необходимо записать или прочитать не массив, а отдельные переменные, то нужно использовать ссылочный механизм (ссылку на адрес буфера данных), например:

ofstream fout(filename, ios::app | ios::binary);

fout.write(reinterpret_cast(& cb), sizeof(float));

Теперь необходимо обсудить второй параметр рассматриваемых функций. В данной программе, в качестве второго параметра мы использовали выражение N*sizeof(int), с помощью которого вычислили количество байт. Например, если у нас 5 целочисленных элементов массива, то число байт будет равно 20. Функция sizeof() возвращает количество байт, отводимое под указанный в качестве параметра тип данных. Например, sizeof(int ) вернёт 4.

Итак, приведённая в этом примере программа позволяет записать в файл bin.dat данные в бинарном виде и считывать их из этого бинарного файла. Причём после считывания эти данные приводятся к типу int, приобретают структуру массива и с ними можно производить любые операции.

Теперь, представим себе, что необходимо написать программу позволяющую считывать данные из файла bin.dat, причём мы знаем только то, что в данном файле записаны элементы целочисленного массива в бинарном виде. Количество записанных элементов ( N) нам не известно . При создании программы мы не имеем права использовать константный массив, т.е. выделять память под него на этапе создания программы. Это приведет к ошибочному результату. Поскольку слишком малое значение N приведёт к тому, что считаются не все элементы массива, а слишком большое значение N приведёт к заполнению лишних ячеек случайными значениями.

Рассмотрим, пример программы, позволяющей считывать из бинарного файла элементы целочисленного массива, путём динамического выделения памяти, и для доказательства реалистичности считынных данных вычислять их сумму.

#include

#include

#include

using namespace std;

int N, i, sum=0, dfb; //dfb - длина файла в байтах

ifstream fin("c:\\os\\bin.dat", ios::binary );

if(!fin) { cout << "Oshibka otkrytiya faila!"; getch(); return 1; }

fin.seekg(0, ios::end); //устанавливаем позицию чтения на конец файла (от конца 0 байт)

dfb = fin.tellg(); //получаем значение позиции конца файла (в байтах)

N=dfb/4; //зная, что целое число занимает 4 байта, вычисляем кол-во чисел

int *arr = new int [N]; //создаём динамический массив

fin.seekg(0, ios::beg); //перед чтением данных, перемещаем текущую позицию на начало файла

fin.read(reinterpret_cast(arr), dfb);

cout << "Iz faila schitano " << N << " elementov:" << endl;

for(i=0; i

for(i=0; i

cout << "\n Ih summa = " << sum;

getch(); return 0;

Рассмотрим детально данную программу, в которой мы активно использовали функции seekg() и tellg(), являющиеся методами класса ifstream. Здесь необходимо отметить, что с любым файлом при его открытии связывается так называемая текущая позиция чтения или записи . Когда файл открывается для чтения, эта позиция по умолчанию устанавливается на начало файла. Но достаточно часто бывает нужно контролировать позицию вручную, чтобы иметь возможность читать и писать, начиная с произвольного места файла. Функции seekg() и tellg() позволяют устанавливать и проверять текущий указатель чтения, а функции seekp() и tellp() – выполнять те же действия для указателя записи.

Метод seekg(1_параметр, 2_параметр) перемещает текущую позицию чтения из файла на указанное в 1_параметре число байт относительно указанного во 2_параметре места. 2_параметр может принимать одно из трёх значений:

ios::beg – от начала файла;

ios::cur – от текущей позиции;

ios::end – от конца файла.

Здесь beg, cur и end – являются константами, определёнными в классе ios, а символы:: означают операцию доступа к этому классу. Например, оператор fin.seekg(-10, ios::end); позволяет установить текущую позицию чтения из файла за 10 байтов до конца файла.

Теперь вернёмся к описанию работы программы. Исходя из того, что нам не известно количество чисел записанных в файл, вначале необходимо узнать число чисел. Для этого, с помощью fin.seekg(0, ios::end); мы перемещаемся в конец файла и посредством функции tellg() возвращаем в переменную dfb длину файла в байтах. Функция tellg() возвращает текущую позицию указателя в байтах. Так как длина одного целого числа в байтах нам известна (4 байта), нетрудно вычислить количество записанных в файл чисел, зная длину файла в байтах (N=dfb/4; ). Узнав количество чисел, создаём динамический массив и перемещаемся в начало файла для того, чтобы начать считывание данных с помощью функции read(). После того, как указанное нами число байт данных (dfb) перенесено в буфер данных (arr), считанные таким образом данные приобретают структуру массива и становятся полностью пригодны для каких укодно операций и преобразований.