2013年（3）
分类： IT职场
2013-04-13 19:52:39
处理数据文件有时是比较困难的，本章将综合分析这方面的一些常见问题，例如流(stream)、文件模式(文本(text)和二进制(binary))以及文件和目录的处理等。目前，大多数专业程序是面向网络的，因此本章末尾讨论了有关文件共享和一致性控制的一些问题，希望读者认真阅读。此外，本章也讨论了许多与文件有关的问题，例如DOS中的文件句柄和硬件错误处理程序的安装。
许多标准的C库函数都通过全局变量errno向程序传递一个错误号，以表明发生哪种错误，但是，你的程序不应该通过检查errno的值来判断是否发生了错误。通常，被调用的标准的C库函数都有一个返回值，该值将表示是否发生了错误，并且表示是否已给errno赋予了相应的错误号。在没有发生错误或所调用的函数不使用errno时，在errno中很可能仍然保留着一个错误号。有时，为了改善运行速度，使用errno的函数并不将errno清零。
总之，绝对不能单凭errno的值来判断是否发生了错误，而应该根据函数的返回值来判断是否应该检查errno的值。请参考你所使用的编译程序的有关文档，看看哪些函数使用了errno全局变量，以及errno的有效值清单。
流是程序输入或输出的一个连续的字节序列，设备(例如鼠标、键盘、磁盘、屏幕、调制解调器和打印机)的输入和输出都是用流来处理的。在C语言中，所有的流均以文件的形式出现----不一定是物理磁盘文件，还可以是对应于某个输入／输出源的逻辑文件。C语言提供了5种标准的流，你的程序在任何时候都可以使用它们，并且不必打开或关闭它们。以下列出了这5种标准的流。
------------------------------------------------
名称 描 述 例 子
------------------------------------------------
stdin 标准输入 键盘
stdout 标准输出 屏幕
stderr 标准错误 屏幕
stdprn 标准打印机 LPT1端口
stdaux 标准串行设备 COM1端口
------------------------------------------------
需要注意的是，stdprn和stdaux并不总是预先定义好的，因为LPT1和COM1端口在某些操作系统中是没有意义的，而stdin，stdout和stderr总是预先定义好的。此外，stdin并不一定来自键盘，stdout也并不一定显示在屏幕上，它们都可以重定向到磁盘文件或其它设备上。
请参见：
4．3 怎样重定向一个标准流?
4．4 怎样恢复一个重定向了的标准流?
4．5 stdout能被强制打印到非屏幕设备上吗?
包括DOS在内的大多数操作系统，都提供了将程序的输入和输出重定向到不同设备上的手段。这就是说，程序的输出并不一定是到屏幕上，还可以重定向到文件或打印机端口上；程序的输入并不一定来自键盘，还可以重定向到文件上。
在DOS中，重定向是通过重定向字符“<”和“>”来实现的。例如，如果你要求程序PRINTIT．EXE的输入来自文件STRINGS．TXT，你就可以在DOS提示符下键入如下命令：
C:\>PRINTIT
标准流的重定向并不一定总在操作系统下进行，在程序内部，用标准C库函数freopen()同样可以重定向标准流。例如，如果你要求在程序内部将标准流stdout重定向到文件OUTPUT．TXT，你就可以象下面这样使用freopen()函数：
freopen("output．txt"，"w"，stdout);
现在，程序中每条输出语句(例如prinft()；puts()，putch()等)输出的内容都将出现在文件OUTPUT．TXT中。
请参见：
4．2 什么是流(stream)?
4．4 怎样恢复一个重定向了的标准流?
4．5 stdout能被强制打印到非屏幕设备上吗?
4．3中的例子演示了如何在程序内部重定向标准流。如果要将重定向了的标准流恢复到初始状态，可以使用标准C库函数dup()和fdopen()。
dup()函数可以复制一个文件句柄，你可以用dup()函数保存对应于stdout标准流的文件句柄。fdopen()函数可以打开一个已用dup()函数复制了的流。这样，你就可以重定向并恢复标准流，请看下例：
#include
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 怎样重定向一个标准流?
4. 5 stdout能被强制打印到非屏幕设备上吗?
尽管标准流stdout的缺省方式是打印在屏幕上，但你可以将它重定向到其它设备上。请看下面的例子：
/* redir.c */
#include
void main(void);
void main(void)
{
printf(”Let"s get redirectedI＼n”)，
}
在DOS提示符下，通过重定向字符“>”，可以将上例对应的可执行程序的输出重定向到非屏幕设备上。例如，下例将该程序的输出重定向到prn设备(通常就是连接到LPTl端口的打印机)上：
C:\>REDIR>PRN
同样，你也可以将该程序的输出重定向到一个文件上，请看下例：
C：\>REDIR>REDIR.OUT
在上例中，原来在屏幕上显示的输出内容将全部写入文件REDIR.OUT中。
请参见：
4．2什么是流(stream)?
4．3怎样重定向一个标准流?
4．4怎样恢复一个重定向了的标准流?
流可以分为两种类型：文本流和二进制流。文本流是解释性的，最长可达255个字符，其中回车/换行将被转换为换行符“\n”，反之亦然。二进制流是非解释性的，一次处理一个字符，并且不转换字符。
通常，文本流用来读写标准的文本文件，或者将字符输出到屏幕或打印机，或者接受键盘的输入；而二进制流用来读写二进制文件(例如图形或字处理文档)，或者读取鼠标输入，或者读写调制解调器。
请参见：
4．18怎样读写以逗号分界的文本?
流函数(如fread()和fwrite())带缓冲区，在读写文本或二进制文件时效率更高。因此，一般来说，使用流函数比使用不带缓冲区的低级函数(如read()和write())会使程序性能更好。
然而，在多用户环境中，文件需要共享，文件中的一部分会不断地被加锁、读、写或解锁，这时流函数的性能就不如低级函数好，因为共享文件的内容变化频繁，很难对它进行缓冲。因此，通常用带缓冲区的流函数存取非共享文件，用低级函数存取共享文件。
C语言本身没有提供象dir_list()这样的函数来列出某个目录下所有的文件。不过，利用C语言的几个目录函数，你可以自己编写一个dir_list()函数。
首先，头文件dos．h定义了一个ffblk结构，它可以描述DOS下的文件信息，包括文件名、时间、日期、大小和属性。其次，C编译程序库中有findfirst()和findnext()这样两个函数，利用它们可以找到某个目录下符合查找要求的第一个或下一个文件。
findfirst()函数有三个参数，第一个参数指明要查找的文件名，例如你可以用“*.*”指明要查找某个目录下的所有文件。第二个参数指明要查找的文件属性，例如你可以指明只查找隐含文件或子目录。第三个参数是指向一个ffblk变量的指针，查找到的文件的有关信息将存放到该变量中。
findnext()函数在相应的目录中继续查找由findfirst()函数的第一个参数指明的文件。findnext()函数只有一个参数，它同样是指向一个ffblk变量的指针，查找到刚文件的有关信息同样将存放到该变量中。
利用上述两个函数和ffblk结构，你就可以遍历磁盘上的某个目录，并列出该目录下所有的文件，请看下例：
int findfirst(char *pathname,struct ffblk *ffblk,int attrib)查找指定的文件,成功返回0 pathname为指定的目录名和文件名,如"C:\\WPS\\TXT"
ffblk为指定的保存文件信息的一个结构,定义如下:
┏━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓
┃struct ffblk ┃
┃{ ┃
┃ char ff_reserved[21]; /*DOS保留字*/┃
┃ char ff_attrib; /*文件属性*/ ┃
┃ int ff_ftime; /*文件时间*/ ┃
┃ int ff_fdate; /*文件日期*/ ┃
┃ long ff_fsize; /*文件长度*/ ┃
┃ char ff_name[13]; /*文件名*/ ┃
┃} ┃
┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛
attrib为文件属性,由以下字符代表
┏━━━━━━━━━┳━━━━━━━━┓
┃FA_RDONLY 只读文件┃FA_LABEL 卷标号┃
┃FA_HIDDEN 隐藏文件┃FA_DIREC 目录 ┃
┃FA_SYSTEM 系统文件┃FA_ARCH 档案 ┃
┗━━━━━━━━━┻━━━━━━━━┛
#include
#include
typedef struct ffblk FILE_BLOCK;
void main(void);
void main(void)
{
FILE_BLOCK f_block; /* Define the ffblk structure variable */
int ret_code;
ret_code = findfirst("*.*", &f_block,0);
/* The findfirst() function returns a 0 when it is successful
and has found a valid filename in the directory. */
printf("\nBegin scan... \n" );
while (ret_code == 0)
{
/* Print the file"s name */
printf(" %-12s\n", f_block.ff_name);
/* Use the findnext() function to look
for the next file in the directory. */
ret_code = findnext(&f_block);
}
printf("\nEnd of directory listing. \n" );
}
请参见：
4. 9 怎样列出一个文件的日期和时间?
4. 10 怎样对某个目录下的文件名进行排序?
4. 11 怎样判断一个文件的属性?
在findirst()和findfnext()函数所返回的ffblk结构中(请参见4．8)，存放着查找到的文件的日期和时间，因此，只要对4．8中的例子稍作改动，就可以列出每个文件的日期、时间和文件名。
文件的日期和时间存放在结构成员ffblk.ff_fdate和ffblk.ff_ftime中。文件的时间存放在一个双字节的无符号整数中，见下表：
-------------------------------------------------------------
元 素 位域大小 取值范围
-------------------------------------------------------------
秒 5位 0—29(乘以2后为秒值)
分 6位 0—59
时 5位 0—23
-------------------------------------------------------------
文件的日期同样也存放在一个双字节的无符号整数中，见下表：
-------------------------------------------------------------
元 素 位域大小 取值范围
-------------------------------------------------------------
日 5位 1—31
月 4位 1—12
年 7位 1--127(加上1980后为年值)
-------------------------------------------------------------
因为DOS存储文件的秒数的间隔为两秒，所以只需使用0--29这个范围内的值。此外，DOS产生于1980年，因此文件的日期不可能早于1980年，你必须加上“1980”这个值才能得到真正的年值。
以下是列出某个目录下所有的文件及其日期和时间的一个例子:
#include
#include
typedef struct ffblk 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 return codes */
int hour; /* We"re going to use a 12-hour clockl */
char * am_pm; /* Used to print "am" or "pm" */
printf("\nDireetory listing of all files in this directory:\n\n");
/* 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 = findfirst("D:\\turboc2\\test\\*.*", &f_block,0);
/* The findfirst() function returns a 0 when it is successful
and has found a valid filename in the directory. */
while (ret_code == 0)
{
/* Convert from a 24-hour format to a 12-hour format. */
hour = (f_block.ff_ftime>>11);
if (hour > 12)
{
hour = hour - 12;
am_pm = "pm";
}
else
am_pm="am";
/* Print the file"s name, date stamp, and time stamp. */
printf("%-12s %8s %6s\n","filename","date" ,"time");
printf("%-12s %02d/%02d/%4d %02d:%02d:%02d %s\n",
f_block.ff_name, /* name */
(f_block.ff_fdate>> 5) & 0x0F, /* month */
(f_block.ff_fdate) & 0x1F, /* day */
(f_block.ff_fdate>> 9) + 1980 , /* year */
hour, /* hour */
(f_block.ff_ftime >> 5) & 0x3F, /* minute */
(f_block.ff_ftime & 0x1F) * 2, /* seconds */
am_pm);
/* Use the findnext() function to look
for the next file in the directory. */
ret_code = findnext (&f_block);
}
printf("\n End of directory listing. \n" );
}
请注意，为了获得时间变量和日期变量的各个元素，要进行大量移位操作和位处理操作，如果你非常讨厌这些操作，你可以自己定义一个ffblk这样的结构，并为C语言定义的ffblk结构和你自己定义的结构创建一个共用体(请看下例)，从而改进上例中的代码。
/ * This is the ffblk structure as defined by ANSI C. * /
struct ffblk
{
char reserved[21];
char attrib;
unsigned wr_time;
unsigned wr_date;
long size;
char name[13];
/ * This is a custom ffblk structure where we
separate out the bits used for date and time. * /
struet my_find_t
{
char reserved[21];
char attrib;
unstgned seconds: 5;
unsigned minutes: 6;
unsigned hours: 5;
unsigned day: 5;
unstgned month: 4;
unsigned year: 7;
long size;
char name[13];
}
/* Now, create a union between these two strucures
so that we can more easily access the elements of
wr_date and wr_time. * /
union file_info
{
struct ffblk ft;
struct my_find_t mft;
}
用上例中的自定义结构和共用体，你就可以象下例这样来抽取日期变量和时间变量的各个元素，而不必再进行移位操作和位处理操作了：
...
file_info my_file;
...
printf(" %-12s %2d/%2d/%4d %2d: %2d: %2d %s\n",
my_file, mfr.name, / * name * /
my-file, mfr.month, / * moth * /
my_file, mfr.day, / * day * /
(my-file. mft.year + 1980), / * year * /
my-file, raft. hours, / * hour * /
my- file. mfr. minutes, / * minute * /
(my_file. mft. seconds * 2), / * deconds * /
am_pm);
请参见：
4．8 怎样列出某个目录下的文件?
4．10 怎样对某个目录下的文件名进行排序?
4. 11 怎样判断一个文件的属性?
在4．8的例子中，用findfirst()和findnext()函数遍历目录结构，每找到一个文件名，就把它打印在屏幕上，因此，文件名是逐个被找到并列出来的。
当你对某个目录下的文件名进行排序时，这种逐个处理的方式是行不通的。你必须先将文件名存储起来,当所有的文件名都找到后，再对它们进行排序。为了完成这项任务，你可以建立一个指向ffblk结构的指针数组，这样，每找到一个文件名，就可以为相应的ffblk结构分配一块内存，将其存储起来。当所有的文件名都找到后，就可以用qsort()函数按文件名对所得到的ffblk结构数组进行排序了。
qsort()函数是一个标准C库函数，它有4个参数：指向待排数组的指针，待排元素的数目，每个元素的大小，指向用来比较待排数组中两个元素的函数的指针。比较函数是你要提供的一个用户自定义函数，根据所比较的第一个元素是大于、小于或等于第二个元素，它将返回一个大于、小于或等于0的值。
请看下例：
#include
#include
#include
typedef struct ffblk FILE_BLOCK ;
int sort_files(FILE_BLOCK ** , FILE_BLOCK **);
void main(void);
void main(void)
{
FILE_BLOCK f_block; /* Define the ffblk structure variable */
int ret_code; /* Define a variable to store the return codes */
FILE_BLOCK ** file_list; /* Used to sort the files */
int file_count; /* Used to count the flies */
int x; /* Counter variable */
file_count = -1;
/* Allocate room to hold up to 512 directory entries. */
file_list = (FILE_BLOCK ** )malloc(sizeof(FILE_BLOCK * ) * 512);
printf("\nDirectory listing of all files in this directory ; \n\n");
/* 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 = findfirst("*.*", &f_block ,0);
/* The findfirst() function returns a 0 when it is successful
and has found a valid filename in the directory. */
while (ret_code == 0 && file_count < 512)
{
/* Add this filename to the file list */
file_list[++file_count] =(FILE_BLOCK *)malloc(sizeof(FILE_BLOCK));
*file_list[file_count] = f_block;
/* Use the findnext() function to look for the next file in the directory.*/
ret_code = findnext(&f_block);
}
/* Sort the files */
qsort(file_list, file_count, sizeof(FILE_BLOCK *), sort_files);
/*Now,iterate through the sorted array of filenames and print each entry.*/
for(x=0; x
printf(" %-12s\n", file_list[x]->ff_name);
}
printf("\nEnd of directory listing. \n" );
}
int sort_files(FILE_BLOCK* * a, FILE_BLOCK* * b)
{
return (strcmp((*a)->ff_name, (*b)->ff_name));
}
在上例中，由用户自定义的函数sort_files()来比较两个文件名，它的返回值实际就是标准C库函数strcmp()的返回值。只要相应地改变sort_files()函数的操作对象，上例就可按日期、时间或扩展名进行排序。
请参见：
4．8 怎样列出某个目录下的文件?
4．9 怎样列出一个文件的日期和时间?
4. 11 怎样判断一个文件的属性?
标准C库函数getenv()能够检索任何指定的环境变量。getenv()函数有一个参数，是一个指向包含待检环境变量的字符串的指针。当检索成功时， getenv()函数将返回一个指向检中字符串的指针，反之，它将返回一个NULL指针。
以下是一个检索并在屏幕上打印PATH环境变量的例子：
#include
#include
void main(void);
void main(void)
{
char * env_string;
env_string = getenv("PATH");
if (env_string == (char * ) NULL)
printf("\nYou have no PATH !\n");
else
printf("\nYour PATH is: %s\n", env_string);
}
利用标准C库函数中的低级文件函数sopen()，可以以共享模式打开一个文件。从DOS3. 0开始，当装入并运行程序SHARE．EXE后，就可以以共享模式打开文件了。共享模式允许多个程序同时使用同一个文件，在这种模式下，你可以允许其它程序修改你正在修改的一个文件，sopen()函数有4个参数：指向要打开的文件的文件名的指针，文件打开模式，文件共享模式，以及创建文件时的文件创建模式。sopen()函数的第二个参数通常称为“操作标志”参数，它可以有以下几种值：
--------------------------------------------------------------------------
常 量 描 述
--------------------------------------------------------------------------
O_APPEND 每次写都从文件的末尾开始
O_BINARY 以二进制模式打开文件
O_CREAT 若文件不存在，则创建该文件
O_EXCL 若已使用O—CREAT标志而文件已存在，则返回一个错误
O_RDONLY 以只读方式打开文件
O_RDWR 以读写方式打开文件
O_TEXT 以文本模式打开文件
O_TRUNC 打开已存在的文件，在写文件时覆盖原来的内容
O_WRONLY 以只写方式打开文件
--------------------------------------------------------------------------
sopen()函数的第二个参数通常称为“共享标志”，它可以有以下几种值：
--------------------------------------------------------------------------
常 量 描 述
---------------------------------------------------------------
SH_COMPAT 其它程序不能存取该文件
SH_DENYRW 其它程序不能读／写该文件
SH_DENYWR 其它程序不能写该文件
SH_DENYRD 其它程序不能读该文件
SH_DENYNO 任何程序都可读／写该文件
---------------------------------------------------------------
如果sopen()函数执行成功，它将返回一个非负值，即所打开文件的句柄；反之则返回-1，
并置全局变量errno为下列值之一：
---------------------------------------------------
常 量 描 述
---------------------------------------------------
ENOENT 路径或文件没找到
EMnLE 文件句柄已用完
EACCES 不允许存取该文件
EINVACC 无效存取代码
---------------------------------------------------
下面是以共享模式打开一个文件的例子：
#include
#include
#include
#include
#include
void main(void) ;
void main(void)
{
int file_handle;
/ * Note that sopen() is not ANSI compliant * /
file_handle = sopen (" C : \\ DATA\\ TEST.DAT, O_RDWR, SH_DENYNO);
close (file_handle);
}
如果你和其它程序正在共享一个文件，那么当你正在修改该文件的某一部分时，应确保用
标准C库函数locking()加锁该部分，详见4．15中对locking()函数的介绍。
请参见：
4．14 怎样确保只有你的程序能存取一个文件?
4．15 怎样防止其它程序修改你正在修改的那部分文件内容?
你可以用sopen()函数以共享模式打开一个文件，并用SH_DENYWR标志明确表示不允许其它程序读写该文件，请看下例：
/* Notethatthe sopen()functionis not ANSIcompliant...*/
fileHandle = sopen("C:\\DATA\\SETUP.DAT"，O_RDWR，SH_DENYWR);
在你的程序中加入上述语句后，将禁止其它程序存取SETUP.DAT文件；如果另一个程序试图打开该文件进行读或写，它将收到一个EACCES错误代码，说明禁止存取该文件。
请参见：
4．13 怎样打开一个同时能被其它程序修改的文件?
4．15 怎样防止其它程序修改你正在修改的那部分文件内容?
标准C库函数locking()可以用来加锁或解锁共享文件的一部分内容。
locking()函数有3个参数：要加锁或解锁的共享文件的句柄，要对该文件进行的操作，以及要加锁或解锁的字节数。将被加锁或解锁的区域是从文件指针的当前位置开始的若干字节，因此，如果你不是从文件的头部开始加锁或解锁若干字节，就要用lseek()函数对文件指针进行重新定位。
以下是对一个二进制文件SONGS.DAT进行加锁和解锁的例子：
#include
void main(void);
void main(void)
{
int file_handle, ret-coder;
char * song_name = "Six Months In A Leaky Boat";
char rec_buffer[50];
file_handle = sopen (" C: \\ DATA\\ SONGS.DAT", O_RDWR, SH_DENYNO);
/ * Assuming a record size of 50 bytes, position the file
pointer to the 10th record. * /
lseek (file_handle, 450, SEEK_SET);
/* Lock the 50-byte record. * /
ret_code = locking(file_handle, LK_LOCK, 50);
/ * Write the data and close the file. * /
memset (rec_buffer, "\0", sizeof (rec_buffer) );
sprintf(rec_buffer, "%s", song_name);
write (file handle, rec_buffer, sizeof (rec_buffer));
lseek(file_handle, 450, SEEK_SET);
locking(file_handle, LK_UNLCK, 50);
close (file_handle);
}
请注意，在上例中，在加锁第10个记录前，先用lseek()函数将文件指针移到了第10个记录(即第450个字节)；同样，在解锁第10个记录前，也重新定位了文件指针。
请参见：
4．13怎样打开一个同时能被其它程序修改的文件?
4．“怎样确保只有你的程序能存取某个文件?
DOS的系统配置文件CONFIG．SYS通常包含一条“FILES=”语句，它告诉DOS应该分配多少个文件句柄供你的程序使用。在许多情况下，尤其是在使用Microsoft Windows或数据库程序时，20个文件句柄一般是不够用的，这时，你可以将"FILES＝”语句中的文件句柄数目修改为你所需要的数目。如果 CONFIG．SYS文件中没有“FILES＝”语句，你可以在它的末尾加入这条语句。例如，下述语句将分配100个文件句柄供系统使用：
FILES = 100
在大多数系统中，100个文件句柄足够用了。
如果你碰巧遇到异常的程序冲突，那可能是因为你分配给系统的文件句柄太少，这时你可
能想多分配一些文件句柄。不过，需要注意的是，每个文件句柄都将占用内存，因此分配大量的
文件句柄是有代价的——你分配的文件句柄越多，系统用来运行程序的内存就越少。此外，文
件句柄不仅分配给数据文件，有时还要分配给二进制文件，例如可执行程序。
当DOS检测到一个严重错误时，它将调用中断24——严重错误处理中断，该中断24的缺省处理程序将显示"Abort，Retry，Fail”消息。
标准C库函数harderr()能接管对中断24的调用的处理。harderr()函数有一个参数，是指向一个用户编写的硬件错误处理函数的指针，利用这个硬件错误处理函数，你可以根据不同的硬件错误显示自己定义的消息，从而避开“Abort，Retry，Fail”消息。例如，当要求插盘而你没有插入盘时，你的程序就可以显示一条更明确的消息。
当发生严重错误并调用了上述硬件错误处理函数后，该函数可调用C库函数hardretn()将控制权返回给你的应用程序，或者调用C库函数 hardresume()将控制权返回给DOS。通常，用hardresume()函数可以检测到磁盘错误，并位程序继续运行。其它设备错误(例如文件分配表损坏)有时是致命的，因此要用hardretn()函数来处理。
