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第1章读写文件
1.1 API
使用VC++读写文件,最直接、最高效的方法就是使用 Windows API,如:使用 CreateFile 打开文件,使用 WriteFile 写文件,使用 ReadFile 读文件……Windows 平台下,所有对文件的读写操作,最终都会调用这些 API 函数。使用 API 的效率最高,对文件读写的控制最强,缺点就是比较复杂,而且代码没有可移植性。
1.2 低级IO
为了方便移植 UNIX 的C代码,VC++的C运行时库实现了一套低级IO函数,如:_open、_write、_read……
1.2.1 文件序号
_open返回的是一个整数,MSDN上称其为文件句柄(file handle),这与CreateFile返回的文件句柄容易混淆。为此,本文称_open返回的为文件序号。
VC++中,系统预先打开了三个文件,其文件序号如下表所示
流
文件序号
说明
stdin
0
标准输入设备,一般就是键盘
stdout
1
标准输出设备,一般就是控制台
stderr
2
标准错误输出设备,一般就是控制台
也就是说,无需调用_open,可以直接调用_write(1,"abc",3);往控制台输出abc三个字符。
1.2.2 文本文件与二进制文件
读写二进制文件时,不会做任何处理,数据保持原样。写文本文件时,VC++会将换行符(即\n,0AH)替换为回车(即\r,0DH)和换行符;读文本文件时,VC++会将\r\n替换为\n,并且在读取到1AH时,认为文件结束。
_open函数里可以指定文件模式,
如:_open("c:\\1.txt",_O_RDONLY | _O_TEXT); //文本模式
如:_open("c:\\1.txt",_O_RDONLY | _O_BINARY); //二进制模式
如果_open函数里未指定 _O_TEXT 和 _O_BINARY,则以全局变量_fmode为准,如下面的代码将以文本模式打开文件。
_fmode = _O_TEXT;
_open("c:\\1.txt",_O_RDONLY);
假定c:\1.txt的内容如下:
1
2
3
\r
\n
4
5
6
\r
\n
执行如下代码:
int n = _open("c:\\1.txt",_O_RDONLY | _O_BINARY);
char str[128];
_read(n,str,128);
_close(n);
str的内容将是"123\r\n456\r\n"。将_O_BINARY替换为_O_TEXT,则str的内容将变为"123\n456\n"。可见\r\n如期的被替换为\n。不过,需要注意的是:将\r\n替换为\n是在第二个参数内进行的,如:将_read(n,str,128);替换为下面两行代码:
_read(n,str,4); //读取到"123\r"
_read(n,str,4); //读取到"\n456"
这个时候,\r\n就不会被替换为\n。这点要特别注意。
1.3 流IO
流IO函数有:fopen、fwrite、fread……它与低级IO最大的区别在于:低级IO无缓冲区,而流IO有缓冲区。如:同样的写文件,_write 会直接调用 WriteFile,而 fwrite 会将数据写入缓冲区,达到一定数量后,再调用 WriteFile 将缓冲区内的数据写入文件。显然,流IO将大大减少调用 API 函数的次数,因此理论上其效率会比较高。
使用setvbuf函数,可以对缓冲区的大小、行为进行设置。
VC++里,流IO由低级IO实现。即:fopen会调用_open,fwrite会调用_write,fgets会调用_read函数……
流IO最重大的意义在于:它是符合ANSI C 标准的一套函数,可移植性最高。
1.4 Unicode
Windows的API函数一般会分为两个版本,即处理ANSI字符串的窄字符版本,和处理Unicode字符串的宽字符版本。低级IO和流IO也有类似的宽字符版本函数,如:_wopen、_wfopen……
使用宽字符版本的IO函数之前,一定要调用setlocale(LC_ALL,""),设置 C 函数的代码页为系统默认的代码页,否则就有可能会出现乱码。
1.5 流IO、低级IO、API之间的关系
三者的关系如下图所示:流IO由低级IO实现,而低级IO由API实现。
函数_fileno可根据流IO的FILE*获得低级IO的文件序号;
函数_get_osfhandle可根据低级IO的文件序号获得API的文件句柄;
函数_open_osfhandle可根据API的文件句柄获得低级IO的文件序号;
函数_fdopen可根据低级IO的文件序号获得流IO的FILE*。
1.6 随机读写
随机读写是对文件读写的一种方式,具体表现为:
1、读或写时,会移动文件指针;
2、读、写操作交叉进行,如:读了几次后又写几次。
如果使用低级IO进行随机读写,读写函数的处理是比较简单的。反之,对于有缓冲区的流IO而言,随机读写反而可能会降低文件的读写效率。因为以上两个操作,将频繁的清空缓冲区、移动文件指针。可以说,在随机读写文件上,流IO并不比低级IO有优势。
1.7 C++IO流
C++的STL中,可以使用 fstream、ifstream、ofstream……对文件进行读写。它的内部使用了流IO。
1.8 MFC
1.8.1 CFile
CFile是低级IO的C++实现。它直接调用 API,主要用于读写二进制文件。
1.8.2 CStdioFile
CStdioFile用于读写文本文件,具体的就是读写一行行的文本。它内部调用了流IO。当以 Unicode 编译程序时,CStdioFile 将调用 Unicode 版本的流IO函数,此时一定要首先调用 setlocale(LC_ALL,"")。还需要说明的一点是:从 EVC3.0 至 VC2008,CStdioFile 都是无法正常运行在 Windows CE 平台上的。
1.8.3 CArchive
CArchive 主要用于串行化,它可以与 CFile 或 CMemFile 关联,然后通过<<和>>方便的实现变量的串行化和反串行化。
CArchive 与 CFile 关联,串行化时变量将保存至文件。
CArchive 与 CMemFile 关联,串行化时变量将保存至内存。
CArchive 与CSocketFile关联,串行化时变量将通过套接字传输到网络。
1.9 总结
如果使用C语言,可以选择使用API、低级IO、流IO。如果代码要移植到其它平台,建议使用流IO。如果使用C++语言,上述方法均可使用。
读写二进制文件相对比较容易,比较复杂的是读写文本文件。复杂在两个方面:
1、各个操作系统定义的行结束符不尽相同,如:Linux定义\r为行结束符,Mac定义\n为行结束符,Windows定义\r\n为行结束符。而且,还需要考虑各个操作系统之间的文件读写,如:Linux生成的文本文件在Windows下读取……
2、必须考虑多种编码。如:Windows平台下,文本文件分为四种格式:ANSI、UTF16LE、UTF16BE、UTF-8。VC++6.0只支持读写ANSI编码的文本文件。自VC++2005开始,fopen增加了对UTF16LE、UTF-8这两种编码的支持,不过这种支持不适用于 Windows CE 平台。
上述两个问题,最好的解决办法就是自行编写一个处理文本文件的C++类。