Файловый ввод/вывод в языке Си

Потоковая модель файлового ввода-вывода была популяризирована во многом благодаря операционной системе Unix, написанной на языке Си. Большая функциональность современных операционных систем унаследовала потоки от Unix, а многие языки семейства языков программирования Си унаследовали интерфейс файлового ввода-вывода языка Си с небольшими отличиями (например, C++ отражает потоковую концепцию в своем синтаксисе (смотри

• 1 Открытие файла при помощи fopen
• 2 Закрытие потока при помощи fclose
• 3 Чтение из потока при помощи fgetc
  • 3.1 "Ловушка" EOF
• 4 fwrite
  • 4.1 Запись в файл при помощи fwrite
• 5 Запись в поток при помощи fputc
• 6 Пример использования
• 7 Смотри также
• 8 Дополнительные источники

Открытие файла при помощи fopen

Файл открывается при помощи fopen, которая возвращает информацию потока ввода-вывода, прикрепленного к указанному файлу или другому устройству, с которого идет чтение (или в который идет запись). В случае неудачи функция возвращает нулевой указатель.

Схожая функция freopen библиотеки Си выполняет аналогичную операцию после первого закрытия любого открытого потока, связанного с ее параметрами.

Они определяются как

FILE *fopen(const char *path, const char *mode);
FILE *freopen(const char *path, const char *mode, FILE *fp);

Закрытие потока при помощи fclose

Функция fclose принимает один аргумент: указатель на структуру FILE потока для закрытия.

int fclose(FILE *fp);

Функция возвращает нуль в случае успеха и

Чтение из потока при помощи fgetc

Функция fgetc применяется для чтения символа из потока.

int fgetc(FILE *fp);

В случае успеха, fgetc возвращает следующий байт или символ из потока (зависит от того, файл "двоичный" или "текстовый" (как выше обсуждалось). В противном случае, fgetc возвращает ferror или feof с указателем на файл.)

Стандартный макрос getc также определен в <stdio.h>, успешно работая как fgetc, кроме одного: будучи макросом, он может обрабатывать свои аргументы более одного раза.

Стандартная функция getchar также определена в <stdio.h>, она не принимает аргументов, и эквивалентна getc(stdin).

"Ловушка" EOF

Распространенной ошибкой является использование fgetc, getc или getchar для присваивания результата переменной типа char перед сравнением его с EOF. Следующий фрагмент кода демонстрирует эту ошибку, а рядом приведен корректный вариант:

char c;
while ((c = getchar()) != EOF) {
    putchar(c);
}

int c;
while ((c = getchar()) != EOF) {
    putchar(c);
}

Нужно учитывать систему, в которой тип char, длина которого составляет 8 бит, представляет 256 различных значений. getchar может возвращать любой из 256 возможных символов, а также может возвращать EOF для обозначения конца файла, т.е. всего 257 возможных возвращаемых значений.

Когда результат getchar присваивается переменной типа char, которая может прдставить лишь 257 различных значений, присходит вынужденная потеря информации - при сжатии 257 значений в 256 "мест" проиходит коллизия. Значение EOF при конвертации в char становится неотличимым от любого из остальных 256 символов. Если этот символ обнаружен в файле, код, приведенный выше, может принять его за признак конца файла, или, что еще хуже, если тип char - беззнаковый, тогда с учетом того, что EOF - значение отрицательное, оно никогда не сможет стать равным любому беззнаковому char, и таким образом, пример выше не закончится на метке конца файла, а будет выполняться вечно, повторно печатая символ, получающийся при конвертации EOF в char.

В систамех, где int и char одинакового размера, даже "правильный" вариант будет работать некорректно из-за сходства EOF и другого символа. Правильным вариантом обработки подобной ситуации является проверка ferror после того, как getchar вернет EOF. Если feof определит, что конец файла еще не достигнут, а ferror "сообщит", что ошибок нет, то EOF, возвращенный getchar может считаться текущим символом. Такие дополнительные проверки делаются редко, так как большинство программистов считает, что их код никогда не будет выполняться на подобных системах с "большим char". Другой способ состоит в использовании проверки при компиляции, что UINT_MAX > UCHAR_MAX, которая хотя бы предотвратит компиляцию на подобных системах.

fwrite

В языке программирование Си функции fread и fwrite соответственно реализуют файловые операции ввода и вывода. fread и fwrite объявлены в <

int fwrite ( const void * array, size_t size, size_t count, FILE * stream );

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
 
int main(void)
{
    FILE *fp;
    size_t count;
    char const *str = "привет\n";
 
    fp = fopen("пример.txt", "wb");
    if(fp == NULL) {
        perror("ошибка открытия пример.txt");
        return EXIT_FAILURE;
    }
    count = fwrite(str, 1, strlen(str), fp);
    printf("Записано %lu байт. fclose(fp) %s.\n", (unsigned long)count, fclose(fp) == 0 ? "успешно" : "с ошибкой");
 
    return 0;
}

int fputc(int c, FILE *fp);

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 
int main(void)
{
  char buffer[5] = {0};  /* инициализируем нулями */
  int i, rc;
  FILE *fp = fopen("мойфайл", "rb");
  if (fp == NULL) {
    perror("Ошибка при открытии \"мойфайл\"");
    return EXIT_FAILURE;
  }
  for (i = 0; (rc = getc(fp)) != EOF && i < 5; buffer[i++] = rc)
    ;
  fclose(fp);
  if (i == 5) {
    puts("Прочитанные байты...");
    printf("%x %x %x %x %x\n", buffer[0], buffer[1], buffer[2], buffer[3], buffer[4]);
  } else
    fputs("Ошибка чтения файла.\n", stderr);
  return EXIT_SUCCESS;
}