C語言編程常見問題解答  
 

 
發表日期：2003年9月25日      已經有2341位讀者讀過此文 
 



                                      第4章  數據文件    

    本章重點討論C語言的強大功能之一 —— 磁盤輸入和輸出。多年來，最快、最簡單的專業程序都是用C語言編寫的，并且受益于C語言優化了的文件I／O程序。    
    處理數據文件有時是比較困難的，本章將綜合分析這方面的一些常見問題，例如流(stream)、文件模式(文本(text)和二進制(binary))以及文件和目錄的處理等。目前，大多數專業程序是面向網絡的，因此本章末尾討論了有關文件共享和一致性控制的一些問題，希望讀者認真閱讀。此外，本章也討論了許多與文件有關的問題，例如DOS中的文件句柄和硬件錯誤處理程序的安裝。

    4. 1 當errno為一個非零值時，是否有錯誤發生?
    許多標準的C庫函數都通過全局變量errno向程序傳遞一個錯誤號，以表明發生哪種錯誤，但是，你的程序不應該通過檢查errno的值來判斷是否發生了錯誤。通常，被調用的標準的C庫函數都有一個返回值，該值將表示是否發生了錯誤，并且表示是否已給errno賦予了相應的錯誤號。在沒有發生錯誤或所調用的函數不使用errno時，在errno中很可能仍然保留著一個錯誤號。有時，為了改善運行速度，使用errno的函數并不將errno清零。   
    總之，絕對不能單憑errno的值來判斷是否發生了錯誤，而應該根據函數的返回值來判斷是否應該檢查errno的值。請參考你所使用的編譯程序的有關文檔，看看哪些函數使用了errno全局變量，以及errno的有效值清單。

    4. 2 什么是流(stream)?
    流是程序輸入或輸出的一個連續的字節序列，設備(例如鼠標、鍵盤、磁盤、屏幕、調制解調器和打印機)的輸入和輸出都是用流來處理的。在C語言中，所有的流均以文件的形式出現----不一定是物理磁盤文件，還可以是對應于某個輸入／輸出源的邏輯文件。C語言提供了5種標準的流，你的程序在任何時候都可以使用它們，并且不必打開或關閉它們。以下列出了這5種標準的流。
------------------------------------------------
    名稱          描  述            例  子
------------------------------------------------
    stdin        標準輸入           鍵盤
    stdout       標準輸出            屏幕
    stderr       標準錯誤            屏幕
    stdprn       標準打印機          LPT1端口
    stdaux       標準串行設備        COM1端口
------------------------------------------------
    需要注意的是，stdprn和stdaux并不總是預先定義好的，因為LPT1和COM1端口在某些操作系統中是沒有意義的，而stdin，stdout和stderr總是預先定義好的。此外，stdin并不一定來自鍵盤，stdout也并不一定顯示在屏幕上，它們都可以重定向到磁盤文件或其它設備上。

    請參見：
    4．3 怎樣重定向一個標準流?
    4．4 怎樣恢復一個重定向了的標準流?
    4．5 stdout能被強制打印到非屏幕設備上嗎?

    4．3 怎樣重定向一個標準流?
    包括DOS在內的大多數操作系統，都提供了將程序的輸入和輸出重定向到不同設備上的手段。這就是說，程序的輸出并不一定是到屏幕上，還可以重定向到文件或打印機端口上；程序的輸入并不一定來自鍵盤，還可以重定向到文件上。
    在DOS中，重定向是通過重定向字符“<”和“>”來實現的。例如，如果你要求程序PRINTIT．EXE的輸入來自文件STRINGS．TXT，你就可以在DOS提示符下鍵入如下命令：
    C:\>PRINTIT<STRINGS．TXT
   請注意，可執行文件的名稱總是第一個出現。“<”符號告訴DOS將STRINGS．TXT中的字符串作為程序PRINTIT．EXE的輸入。關于重定向stdout標準流的例子請看4. 5。
    標準流的重定向并不一定總在操作系統下進行，在程序內部，用標準C庫函數freopen()同樣可以重定向標準流。例如，如果你要求在程序內部將標準流stdout重定向到文件OUTPUT．TXT，你就可以象下面這樣使用freopen()函數：
    freopen("output．txt"，"w"，stdout);
    現在，程序中每條輸出語句(例如prinft()；puts()，putch()等)輸出的內容都將出現在文件OUTPUT．TXT中。

   請參見：
    4．2 什么是流(stream)?
    4．4 怎樣恢復一個重定向了的標準流?
    4．5 stdout能被強制打印到非屏幕設備上嗎? 
   
    4．4 怎樣恢復一個重定向了的標準流?
    4．3中的例子演示了如何在程序內部重定向標準流。如果要將重定向了的標準流恢復到初始狀態，可以使用標準C庫函數dup()和fdopen()。
    dup()函數可以復制一個文件句柄，你可以用dup()函數保存對應于stdout標準流的文件句柄。fdopen()函數可以打開一個已用dup()函數復制了的流。這樣，你就可以重定向并恢復標準流，請看下例：    

#include <stdio.h>
void main(void);
void main(void)
{
    int orig-stdout;
    / * Duplicate the stdout file handle and store it in orig_stdout.  */
    orig_stdout = dup (fileno (stdout));
    / * This text appears on-screen.  * /
    printf("Writing to original stdout... \n") ;
    / * Reopen stdout and redirect it to the "redir. txt" file.  * /
    freopen("redir.txt", "w", stdout);
    / * This text appears in the "redir. txt" file.  * /
    printf("Writing to redirected stdout.., \n");
    /* Close the redirected stdout.  * /
    fclose (stdout);
    / * Restore the original stdout and print to the screen again.  * /
    fdopen(orig_stdout, "w" );
    printf("I'm back writing to the original stdout. \n");
}

   4．2 什么是流(stream)?
    4．3 怎樣重定向一個標準流?
    4. 5 stdout能被強制打印到非屏幕設備上嗎?

    4. 5 stdout能被強制打印到非屏幕設備上嗎?
    盡管標準流stdout的缺省方式是打印在屏幕上，但你可以將它重定向到其它設備上。請看下面的例子：
  /* redir.c */
  #include<stdio.h>    
  void main(void);
  void main(void)
  {
      printf(”Let's get redirectedI＼n”)，
  }
  在DOS提示符下，通過重定向字符“>”，可以將上例對應的可執行程序的輸出重定向到非屏幕設備上。例如，下例將該程序的輸出重定向到prn設備(通常就是連接到LPTl端口的打印機)上：    

C:\>REDIR>PRN

同樣，你也可以將該程序的輸出重定向到一個文件上，請看下例：
    C：\>REDIR>REDIR．OUT    
    在上例中，原來在屏幕上顯示的輸出內容將全部寫入文件REDIR．OUT中。

    請參見：    
    4．2什么是流(stream)?
    4．3怎樣重定向一個標準流?
    4．4怎樣恢復一個重定向了的標準流?

    4. 6  文本模式(textmode)和二進制模式(binarymode)有什么區別?
    流可以分為兩種類型：文本流和二進制流。文本流是解釋性的，最長可達255個字符，其中回車/換行將被轉換為換行符“\n”，反之亦然。二進制流是非解釋性的，一次處理一個字符，并且不轉換字符。    
    通常，文本流用來讀寫標準的文本文件，或者將字符輸出到屏幕或打印機，或者接受鍵盤的輸入；而二進制流用來讀寫二進制文件(例如圖形或字處理文檔)，或者讀取鼠標輸入，或者讀寫調制解調器。    

    請參見：
    4．18怎樣讀寫以逗號分界的文本?

    4．7  怎樣判斷是使用流函數還是使用低級函數?
  流函數(如fread()和fwrite())帶緩沖區，在讀寫文本或二進制文件時效率更高。因此，一般來說，使用流函數比使用不帶緩沖區的低級函數(如read()和write())會使程序性能更好。
    然而，在多用戶環境中，文件需要共享，文件中的一部分會不斷地被加鎖、讀、寫或解鎖，這時流函數的性能就不如低級函數好，因為共享文件的內容變化頻繁，很難對它進行緩沖。因此，通常用帶緩沖區的流函數存取非共享文件，用低級函數存取共享文件。

    4．8  怎樣列出某個目錄下的文件?
    C語言本身沒有提供象dir_list()這樣的函數來列出某個目錄下所有的文件。不過，利用C語言的幾個目錄函數，你可以自己編寫一個dir_list()函數。    
   首先，頭文件dos．h定義了一個find_t結構，它可以描述DOS下的文件信息，包括文件名、時間、日期、大小和屬性。其次，C編譯程序庫中有_dos_findfirst()和_dos_findnext()這樣兩個函數，利用它們可以找到某個目錄下符合查找要求的第一個或下一個文件。    
    dos_findfirst()函數有三個參數，第一個參數指明要查找的文件名，例如你可以用“*.*”指明要查找某個目錄下的所有文件。第二個參數指明要查找的文件屬性，例如你可以指明只查找隱含文件或子目錄。第三個參數是指向一個find_t變量的指針，查找到的文件的有關信息將存放到該變量中。    
    dos_findnext()函數在相應的目錄中繼續查找由_dos_findfirst()函數的第一個參數指明的文件。_dos_findnext()函數只有一個參數，它同樣是指向一個find_t變量的指針，查找到剛文件的有關信息同樣將存放到該變量中。
    利用上述兩個函數和find_t結構，你就可以遍歷磁盤上的某個目錄，并列出該目錄下所有的文件，請看下例：    

#include <stdio.h>
#include <direct.h>
#include <dos.h>
#include <malloc.h>
#include <memory.h>
#include <string.h>
typedef struct find_t FILE_BLOCK
void main(void);
void main(void)
{
      FILE_BLOCK f-block;         /* Define the find_t structure variable * /
      int   ret_code;             / * Define a variable to store the return codes * /
      / * Use the "*.*" file mask and the 0xFF attribute mask to list
           all files in the directory, including system files, hidden
           files, and subdirectory names.  * /
      ret_code = _dos_findfirst(" *. * ", 0xFF, &f_block);
      /* The _dos_findfirst() function returns a 0 when it is successful
         and has found a valid filename in the directory.  * /
     while (ret_code == 0)
     {
          /* Print the file's name * /
          printf(" %-12s\n, f_block, name);
          / * Use the -dos_findnext() function to look
               for the next file in the directory.  * /
          ret_code = _dos_findnext (&f_block);
     }
     printf("\nEnd of directory listing. \n" );
}

    請參見：
    4. 9  怎樣列出一個文件的日期和時間?
    4. 10 怎樣對某個目錄下的文件名進行排序?
    4. 11 怎樣判斷一個文件的屬性?

    4. 9  怎樣列出一個文件的日期和時間?
在_dos_findirst()和_dos_findfnext()函數所返回的find_t結構中(請參見4．8)，存放著查找到的文件的日期和時間，因此，只要對4．8中的例子稍作改動，就可以列出每個文件的日
  期、時間和文件名。
    文件的日期和時間存放在結構成員find_t.wr_date和find_t.wr_time中。文件的時間存放在一個雙字節的無符號整數中，見下表：    
-------------------------------------------------------------    
  元  素    位域大小               取值范圍
-------------------------------------------------------------
    秒        5位             0—29(乘以2后為秒值)
    分        6位             0—59
    時        5位             0—23
-------------------------------------------------------------
    文件的日期同樣也存放在一個雙字節的無符號整數中，見下表：
-------------------------------------------------------------
  元  素    位域大小             取值范圍
-------------------------------------------------------------
    日        5位                1—31
    月        4位                1—12    
    年        7位                1--127(加上1980后為年值)
-------------------------------------------------------------
    因為DOS存儲文件的秒數的間隔為兩秒，所以只需使用0--29這個范圍內的值。此外，DOS產生于1980年，因此文件的日期不可能早于1980年，你必須加上“1980”這個值才能得到真正的年值。
    以下是列出某個目錄下所有的文件及其日期和時間的一個例子:

#include <stdio.h>