C語言基礎及指標⑧檔案IO

weixin_34249678發表於2016-08-22
C語言指標

接續上篇C語言基礎及指標⑦結構體與指標
在結構體與指標中 ， 我們瞭解到結構體與java中的類相似 ， 也是一種自定義型別資料結構 ， 也學習了結構的各種用法 ， 以及簡單的應用 。

在編寫應用程式的時候 ， 檔案IO操作是不可避免的 ， 小到日誌本地化收集 ， 大到資料格式化儲存 ， 都需要使用檔案IO ， 來操作檔案流進行資料處理 。在使用java開發的時候 ， 我們有File類和FileReader,FileWriter類來搭配使用 ， 也有FileInputStream,FileOutputStream和BufferedInputStream,BufferedOutputStream金牌組合 。使得java中的檔案IO很方便 ， 下面我們就來看看簡單的java檔案IO示例：

     // 讀取檔案中的字元
    private static void readString() throws Exception{
        File _file = new File("e:"+separetor+"a.txt") ;
        if (!_file.exists()) {
            boolean createStatuts = _file.createNewFile() ;
            if (createStatuts) {
                System.out.println("建立了一個新檔案 ，並且建立成功了");
            }else {
                System.out.println("建立新檔案失敗");
            }
        }
        
        // 建立輸入流
        InputStream fileInputStream = new FileInputStream(_file) ;
        byte[] bytes = new byte[1024] ;
        int len = -1;
        StringBuffer buffer = new StringBuffer() ;
        while ((len = fileInputStream.read(bytes)) != -1) {
            buffer.append(new String(bytes,0,len)) ;
        }
        // 關閉輸入流
        fileInputStream.close() ;
        
        System.out.println(buffer.toString());
    }

    // 將字串寫入檔案
    private static void writeString() throws Exception{
        File _file = new File("e:"+separetor+"a.txt") ;
        if (!_file.exists()) {
            boolean createStatuts = _file.createNewFile() ;
            if (createStatuts) {
                System.out.println("建立了一個新檔案 ，並且建立成功了");
            }else {
                System.out.println("建立新檔案失敗");
            }
        }
        
        // 建立輸出流
        OutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(_file) ;
        String info = "《op 青空 pure rouge 君吻》《君吻 その目に映るもの piano》" ;
        fileOutputStream.write(info.getBytes()) ;
        // 關閉輸出流
        fileOutputStream.close() ;
        
    }

檔案IO操作步驟：

1.建立一個File物件（需要操作的檔案）
2.構建輸入輸出流
3.建立緩衝區 ， 快取讀寫資料 （將流資料讀入到記憶體或寫入到磁碟）
3.關閉流 （關閉檔案流）

語言都是相通的 ， 在C語言中檔案IO的操作也是如上述幾步 ， 下面我們就一起來看看：

/*讀取文字檔案*/
void readTextFile() {
    char* path = "C:\\Users\\Zeno\\Documents\\Visual Studio 2015\\Projects\\Hello_C\\Hello_C\\StructPointer.c";

    // 開啟檔案
    FILE* fp = fopen(path, "r");
    if (fp == NULL)
    {
        printf("開啟檔案失敗\n");
        return;
    }
    // 字元緩衝區 ， 每次讀一個字串 ， 都會快取到字元陣列中
    char buffer[1024];
    while (fgets(buffer, 1024, fp)) {
        printf("%s", buffer);
    }

    // 關閉檔案流
    fclose(fp);

/*寫入文字檔案*/
void writeTextFile() {
    char* path = "E:\\document\\write.txt";

    char* content = "如果 愛情是一場花火 ,一閃即逝的花火,我也要去追求\n如果 愛情是一場花火 ,一閃即逝的花火,我也要去追求\n";

    // 開啟檔案
    /*
        開啟只寫檔案，若檔案存在則檔案長度清為0，即該檔案內容會消失。若檔案不存在則建立該檔案。
    */
    FILE* fp = fopen(path, "w");
    if (fp == NULL)
    {
        printf("開啟檔案失敗\n");
        return;
    }
    // 寫入檔案
    fputs(content, fp);

    // 關閉檔案流
    fclose(fp);
}
}

首先使用fopen函式得到一個檔案指標 ， 操作符r為讀取檔案流 ， 構建了一個buffer資料緩衝區 ， 通過fgets函式迴圈讀取檔案資料 ， fclose函式關閉檔案流 。在操作檔案IO的時候 ， 最重要的函式 ， 莫過於fopen函式了 ， 首先我們來看一下fopen函式的定義：

_ACRTIMP FILE* __cdecl fopen(
    _In_z_ char const* _FileName,
    _In_z_ char const* _Mode
    );

我們發現fopen函式 ， 需要傳入檔案全路徑名稱 ， 還有一個_Mode ， 這個是檔案操作模式 ， C語言中檔案操作主要依靠操作模式來辨別是輸入流還是輸出流的 。
下面列舉一些常用的操作模式：

mode有下列幾種形態字串:

r 開啟只讀檔案，該檔案必須存在。

r+ 開啟可讀寫的檔案，該檔案必須存在。

w 開啟只寫檔案，若檔案存在則檔案長度清為0，即該檔案內容會消失。若檔案不存在則建立該檔案。

w+ 開啟可讀寫檔案，若檔案存在則檔案長度清為零，即該檔案內容會消失。若檔案不存在則建立該檔案。

a 以附加的方式開啟只寫檔案。若檔案不存在，則會建立該檔案，如果檔案存在，寫入的資料會被加到檔案尾，即檔案原先的內容會被保留。

a+ 以附加方式開啟可讀寫的檔案。若檔案不存在，則會建立該檔案，如果檔案存在，寫入的資料會被加到檔案尾後，即檔案原先的內容會被保留。

值得注意的是 ， 上述操作模式是針對文字檔案的 ， 如果要操作二進位制檔案 ， 則需要在上述操作符後面加上b ， 如rb,wb,ab ， 等等 。

不論是文字檔案的操作還是字元檔案的操作 ， 都是 ， 開啟檔案 ， 建立緩衝區 ， 讀寫檔案 。

二進位制檔案讀寫

/*讀寫二進位制檔案 -- 複製檔案*/
void fileCopy() {
    char* currentPath = "E:\\android_pdf\\研磨設計模式.pdf";
    char* destPath = "E:\\android_pdf\\研磨設計模式_new.pdf";

    // 開啟檔案
    FILE* currentFile_P = fopen(currentPath, "rb");
    FILE* destFile_P = fopen(destPath, "wb");

    // 先讀取再寫入
    int buffer[1024]; // 資料緩衝區
    int len; // 每次讀取資料的長度
    while ((len = fread(buffer,sizeof(int),1024,currentFile_P)) != EOF)
    {
        // 將緩衝區裡的內容寫入到檔案中
        fwrite(buffer, sizeof(int), len, destFile_P);
    }

    // 關閉流
    fclose(destFile_P);
    fclose(currentFile_P);
}

讀寫二進位制和讀寫文字檔案沒多少區別 ， 最大的區別就是fopen函式中的模式的不同 ， 文字檔案是r,w ， 二進位制檔案是rb,wb 。

瞭解了檔案IO的基本操作 ， 我們使用檔案IO流寫一個加密解密的小程式。我們知道 ， 所有的檔案都是以二進位制儲存的 ， 我們看的文字檔案， 圖片檔案 ， 視訊檔案 ， 都是以二進位制儲存在磁碟上的 ， 那麼 ， 我們可以將檔案讀取出來 ， 進行二進位制運算 ， 就可以將檔案加密解密了 。下面我們通過^異或運算來進行檔案的加密解密 ， 異或運算的規則如下:

0 ^ 1 得 1
1 ^ 1 得 0
0 ^ 0 得 0
1 ^ 0 得 1

相同為0 不同為1 , 例如 ， 我們將4這個數加密 ， 異或的數是5 ， 下面我們來看看運算：

4的二進位制是：0100
5的二進位制是：0101
異或運算結果（加密）：4 ^ 5  == 0001    
異或運算結果（解密）： 0001 ^ 0101 == 0100   
由上述可見 ， ^一次為加密 ， 再^一次就是解密

程式碼示例如下：

檔案加密

/*加密檔案*/
void encryptFile() {

    // 待加密檔案路徑
    char* normal_path = "E:\\poto\\xj.jpg";
    // 加密後檔案路徑
    char* encrypt_path = "E:\\poto\\xj_encrypt.jpg";

    //開啟檔案
    FILE* normal_fp = fopen(normal_path, "rb");
    FILE* encrypt_fp = fopen(encrypt_path, "wb");
    // 讀檔案
    int buffer;
    while ((buffer = fgetc(normal_fp)) != EOF) {
        // 寫入檔案
        fputc(buffer ^ 8, encrypt_fp);
    }

    printf("檔案加密成功\n");

    // 關閉流
    fclose(encrypt_fp);
    fclose(normal_fp);
}

檔案解密

/*檔案解密*/
void decryptFile() {
    // 加密檔案路徑
    char* encrypt_path = "E:\\poto\\xj_encrypt.jpg";
    // 解密檔案路徑
    char* decrypt_path = "E:\\poto\\xj_deencrypt.jpg";

    // 開啟檔案
    FILE* encrypt_fp = fopen(encrypt_path, "rb");
    FILE* decrypt_fp = fopen(decrypt_path, "wb");

    // 讀取檔案
    int buffer;
    while ((buffer = fgetc(encrypt_fp)) != EOF) {
        // 寫檔案
        fputc(buffer ^ 8, decrypt_fp);
    }

    printf("檔案解密成功\n");

    // 關閉流
    fclose(decrypt_fp);
    fclose(encrypt_fp);
}

瞭解了檔案加密的原理 ， 我們也可以推匯出其他形式的加密 ， 如帶密碼的檔案加密解密 ， 混合檔案加密解密等等 。

不知不覺C語言基礎系列已經寫了快十篇了 ， 也快告一段落了 ， 有了這些基礎知識 ， 我們就可以去分析分析jni.h標頭檔案了 ， 下一個系列是jni開發系列 ， 我們學C語言就是為了能和java打交道 ， 那麼下個系列我們就來學習C與java的橋樑 ， jni （Java Native Interface）技術 。

Android程式設計師學C系列：
C語言基礎及指標①
C語言基礎及指標②之指標記憶體分析
C語言基礎及指標③函式與二級指標
C語言基礎及指標④函式指標
C語言基礎及指標⑤動態記憶體分配
C語言基礎及指標⑥字元操作
C語言基礎及指標⑦結構體與指標
C語言基礎及指標⑧檔案IO
C語言基礎及指標⑨聯合體與列舉
C語言基礎及指標⑩預編譯及jni.h分析

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