Храмцов П.Б. Открытые системы
Подождите немного. Документ загружается.
141
Для буферизованного ввода/вывода байт служат функции fgetc() и
fputc(), строки рекомендуется вводить, вызывая функцию fgets(), а
выводить с помощью функций fputs() и puts() (см. листинг 5.16).
#include <stdio.h>
int fgetc (FILE *stream);
#include <stdio.h>
int fputc (int c, FILE *stream);
#include <stdio.h>
char *fgets (char *restrict s, int n,
FILE *restrict stream);
#include <stdio.h>
int fputs (const char *restrict s,
FILE *restrict stream);
#include <stdio.h>
int puts (const char *s);
Листинг 5.16. Описание функций fgetc(), fputc(), fgets(), fputs(),
puts().
Описание аналогичных функций для широких символов
приведено в листинге 5.17.
#include <stdio.h>
#include <wchar.h>
wint_t fgetwc (FILE *stream);
#include <stdio.h>
#include <wchar.h>
wint_t fputwc (wchar_t wc, FILE *stream);
#include <stdio.h>
#include <wchar.h>
wchar_t *fgetws (wchar_t *restrict ws, int n,
FILE *restrict stream);
#include <stdio.h>
#include <wchar.h>
int fputws (const wchar_t *restrict ws,
FILE *restrict stream);
Листинг 5.17. Описание функций fgetwc(), fputwc(), fgetws(),
fputws().
Функция fgetc() пытается прочитать из заданного потока один
байт, преобразовать его из типа unsigned char в int и вернуть в качестве
результата. В случае ошибки или при достижении конца файла
возвращается константа EOF.
Функция fgets() читает из заданного потока и помещает в буфер с
адресом s (n - 1) байт или строку, включая символ перевода строки, или
байты, оставшиеся до конца файла, если длина строки или число байт до
конца меньше (n - 1). После прочитанных добавляется нулевой байт.
142
При нормальном завершении fgets() возвращает s. В случае
ошибки или при достижении конца файла возвращается пустой
указатель.
Функция fputc() помещает в поток значение c, предварительно
преобразовав его к типу unsigned char. Результатом служит c или EOF.
Функция fputs() выводит в поток цепочку символов (без
завершающего нулевого байта) и возвращает неотрицательное целое
число или EOF. Функция puts() делает то же для потока stdout, завершая
вывод переводом строки.
Функции для работы с потоками широкой ориентации устроены
аналогично с точностью до замены int на wint_t, char на wchar_t и EOF
на WEOF.
Программа, показанная в листинге 5.18, иллюстрирует
использование функций fgets() и fputs(). Читателю предлагается
сравнить ее с листингом 5.10.
#include <stdio.h>
#include <limits.h>
/* Программа копирует строки со стандартного ввода на
стандартный вывод */
int main (void) {
char line [LINE_MAX];
fputs ("Вводите строки\n", stdout);
while (fgets (line, sizeof (line), stdin) != NULL) {
if ((fputs ("Вы ввели: ", stdout) == EOF) || (fputs (line, stdout) ==
EOF)) {
break;
}
}
return (ferror (stdin) || ferror (stdout));
}
Листинг 5.18. Пример использования функций fgets() и fputs().
Использование функций fgetc() и fputc() иллюстрируется
программой, написанной С.В. Самборским (см. листинг 5.19). Она
выполняет раскодировку файлов формата base64, применяемого,
например, в электронной почте.
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <string.h>
#include <endian.h>
FILE *input=NULL, *output=NULL;
const char str []
143
="ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz01
23456789+/";
unsigned int Prm [256]; /* Таблица перекодировки */
const int WHITE = 100, ERR = 101, END = 102;
static void usage (char argv0 []) {
fprintf (stderr,"Программа раскодирует файлы
формата base64\n");
fprintf (stderr,"Использование:\n%s входной_файл
выходной_файл\n", argv0);
fprintf (stderr,"Файл должен начинаться с
первого символа в кодировке base64.\n");
}
int main (int argc, char *argv []) {
int n;
union {
unsigned long l;
char c[4];
} a;
{
int i;
for (i = 0; i < 256; i++) Prm [i] = ERR;
Prm [' '] = WHITE; Prm ['\t'] = WHITE;
Prm ['\n'] = WHITE; Prm ['\r'] = WHITE;
Prm ['='] = END;
for (i = 0; i < 64; i++) Prm [(int) str [i]] = i;
}
if (argc != 3) {
usage (argv [0]);
return (1);
}
assert (NULL != (input = fopen (argv [1], "r")));
assert (NULL != (output = fopen (argv [2], "w")));
for (a.l = 0, n = 0; ; ) { /* Цикл обработки
входного файла */
int c, b, shift;
assert (EOF != (c = fgetc (input)));
b = Prm [c];
if (WHITE == b) continue;
if (END == b) break;
if (ERR == b) {
fprintf (stderr,"Символ номер %d: %d не
входит в кодировку base64\n", n, c);
return (1);
}
144
n++;
assert (b < 64);
shift = 6 * (4 - n % 4);
if (shift != 24) b = b << shift;
a.l += b;
if (0 == n % 4) {
#if __BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN
fputc (a.c[1], output); fputc (a.c[2], output); fputc (a.c[3], output);
#elif __BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN
fputc (a.c[2], output); fputc (a.c[1],
output); fputc (a.c[0], output);
#elif __BYTE_ORDER == __PDP_ENDIAN
fputc (a.c[0], output); fputc (a.c[3],
output); fputc (a.c[2], output);
#else
#error "Unknown endian"
#endif
a.l = 0;
}
}
{ /* Обработка остатка входного файла */
int tl = (((n - 1) % 4) * 6 + 7) / 8;
if (tl == 3) {
#if __BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN
fputc (a.c[1], output); fputc (a.c[2], output); fputc (a.c[3], output);
#elif __BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN
fputc (a.c[2], output); fputc (a.c[1], output);
fputc (a.c[0], output);
#elif __BYTE_ORDER == __PDP_ENDIAN
fputc (a.c[0], output); fputc (a.c[3], output); fputc (a.c[2], output);
#else
#error "Unknown endian"
#endif
}
if (tl == 2) {
#if __BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN
fputc (a.c[1], output); fputc (a.c[2],
output);
#elif __BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN
fputc (a.c[2], output); fputc (a.c[1],
output);
#elif __BYTE_ORDER == __PDP_ENDIAN
fputc (a.c[0], output); fputc (a.c[3],
output);
#else
145
#error "Unknown endian"
#endif
}
if (tl == 1) {
#if __BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN
fputc (a.c[1], output);
#elif __BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN
fputc (a.c[2], output);
#elif __BYTE_ORDER == __PDP_ENDIAN
fputc (a.c[0], output);
#else
#error "Unknown endian"
#endif
}
}
fclose (input);
fclose (output);
return (0);
}
Листинг 5.19. Пример использования функций fgetc() и fputc().
Приведенный пример показывает, что написание мобильных
программ даже для сравнительно простых задач требует заметных
усилий. В данном случае пришлось воспользоваться нестандартной
возможностью – включаемым файлом <endian.h>, содержащим
препроцессорные константы, которые описывают порядок байт в
машинном слове.
Отметим также стиль обработки ошибочных ситуаций,
основанный на применении макроса assert. Для авторов программ такой
стиль, безусловно, упрощает жизнь, исходный текст получается более
компактным, однако для пользователей сообщение вида
decode64: decode64.c:39: main: Assertion
`((void *)0) != (input = fopen (argv [1], "r"))'
failed.
может оказаться менее информативным, чем выдача функции
perror().
Управляющие операции с файлами и ассоциированными
данными
К числу управляющих операций с файлами мы отнесем прежде
всего позиционирование. Индикатор текущей позиции может быть
опрошен или передвинут при помощи функции нижнего уровня lseek(), а
также функций буферизованного ввода/вывода fseek(), ftell(), ftello(),
fgetpos(), fsetpos(), rewind() (см. листинг 5.20).
#include <unistd.h>
off_t lseek (int fildes, off_t offset,
int whence);
146
#include <stdio.h>
int fseek (FILE *stream, long offset,
int whence);
long ftell (FILE *stream);
off_t ftello (FILE *stream);
int fgetpos (FILE *restrict stream,
fpos_t *restrict pos);
int fsetpos (FILE *stream, const fpos_t *pos);
void rewind (FILE *stream);
Листинг 5.20. Описание функций lseek(), fseek(), ftell(), ftello(),
fgetpos(), fsetpos(), rewind().
Функция lseek() устанавливает индикатор текущей позиции
следующим образом. Сначала, в зависимости от значения третьего
аргумента, whence, выбирается точка отсчета: 0, если это значение равно
SEEK_SET, текущая позиция для SEEK_CUR и размер файла для
SEEK_END. Затем к точке отсчета прибавляется смещение offset (второй
аргумент).
Индикатор текущей позиции можно сместить за конец файла
(причем его размер не изменится). Если с этой позиции будет
произведена запись, в файле образуется дыра, чтение из которой выдает
нулевые байты.
Результатом функции lseek() служит новое значение индикатора
текущей позиции, отсчитанное в байтах от начала файла. В случае
ошибки возвращается (off_t) (-1), а текущая позиция остается прежней.
Функция fseek() по сути аналогична, только в случае нормального
завершения возвращается 0. Кроме того, если поток имеет широкую
ориентацию, значение аргумента whence должно равняться SEEK_SET, а
значение offset – нулю или результату вызова функции ftell() для того же
потока.
Функция ftell() возвращает значение индикатора текущей позиции
для заданного потока (в случае ошибки – (long) (-1)). Функция ftello()
эквивалентна ftell() с точностью до типа результата; в новых
приложениях рекомендуется использовать ftello(), так как эта функция
применима к большим файлам.
Функции fgetpos() и fsetpos() являются парными. Первая из них
заполняет структуру, на которую указывает аргумент pos, а вторая
применяет ее для установки индикатора текущей позиции. Нормальным
результатом служит 0.
Функция rewind(), если пренебречь некоторыми тонкостями,
сводится к вызову
(void) fseek (stream, 0L, SEEK_SET).
Приведем несколько примеров. В листинге 5.21 показана
установка индикатора текущей позиции в начало и конец файла, а также
его (индикатора) приращение.
(void) lseek (fildes, (off_t) 0, SEEK_SET);
147
(void) lseek (fildes, (off_t) 0, SEEK_END);
(void) lseek (fildes, inc, SEEK_CUR);
Листинг 5.21. Примеры вызова функции lseek().
Применение функций буферизованного ввода/вывода
иллюстрируется программой, показанной в листинге 5.22. Отметим, что
она не является мобильной относительно смены порядка байт,
поддерживаемого процессором.
/* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */
/* Набор функций для занесения текстов в файл, */
/* который составляется из двух частей: */
/* таблицы длин и смещений текстов от начала */
/* файла собственно текстов */
/* */
/* В начало файла помещается специальный */
/* элемент таблицы с магическим числом и общим */
/* количеством текстов */
/* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
/* Магическое число файла с текстами */
#define G_TXT_MAGIC 0x1993
/* Элемент таблицы длин и смещений */
typedef struct {
unsigned int l_txt; /* Длина текста (без */
/* (нулевого байта) */
unsigned long off_txt; /* Смещение текста от */
/* начала файла */
} txt_table_elem;
static FILE *fp = NULL;/* Указатель на поток */
/* файла с текстами */
static unsigned long max_n_txt; /* Общее число */
/* текстов в файле */
/* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */
/* Функция для инициализации набора. */
/* n_txts - максимальное число добавляемых текстов */
/* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */
int g_init_add_txt (const int argc, char *argv [],
const unsigned long n_txts) {
char *path; /* Имя файла, куда нужно поместить
тексты */
int magic; /* Магическое число файла с текстами */
txt_table_elem tte;
unsigned int i;
if (argc != 2) {
fprintf (stderr, "Использование: %s
148
файл_для_текстов\n", argv [0]);
return (-1);
}
path = argv [1];
/* Аккуратно откроем файл с текстами */
/* Если он уже есть и в нем правильное */
/* магическое число, */
/* будем добавлять тексты. */
/* В противном случае создадим и */
/* инициализируем файл */
if (((fp = fopen (path, "r+")) != NULL) && (fread (&magic, sizeof
(unsigned int), 1, fp) == 1) && (magic == G_TXT_MAGIC)) {
/* Перед нами - наш файл */
/* Проверим, не превышает ли заказанная */
/* верхняя граница существующую */
if (fread (&max_n_txt, sizeof (unsigned long), 1, fp) != 1) {
fprintf (stderr, "Не удается прочитать
информацию из файла %s\n", path);
return (-1);
}
if (n_txts > max_n_txt) {
fprintf (stderr, "***** Новая верхняя
граница числа сообщений %lu больше
существующей %lu\n", n_txts, max_n_txt);
}
} else {
/* Файла нет или он не наш */
(void) fclose (fp);
if ((fp = fopen (path, "w+")) == NULL) {
fprintf (stderr, "Не удается открыть файл
%s\n", path);
return (-1);
}
tte.l_txt = magic = G_TXT_MAGIC;
tte.off_txt = max_n_txt = n_txts;
if (fwrite (&tte, sizeof (txt_table_elem), 1, fp) != 1) {
fprintf (stderr, "Не удается записать
информацию в файл %s\n", path);
return (-1);
}
/* Пропишем нулями индексную таблицу */
/* Заодно конец файла окажется в будущем */
/* начале текстов */
tte.l_txt = 0;
tte.off_txt = 0;
149
for (i = 0; i < max_n_txt; i++) {
if (fwrite (&tte, sizeof (txt_table_elem), 1, fp) != 1) {
fprintf (stderr, "Не удается записать информацию
в файл %s\n", path);
return (-1);
}
}
} /* if - существует ли файл с текстами */
return 0;
}
/* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */
/* Функция для добавления одного текста */
/* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */
int g_add_txt (const unsigned long n_t, const char *txt) {
unsigned int l; /* Длина текста txt */
txt_table_elem tte;
if (n_t >= max_n_txt) {
fprintf (stderr, "Номер текста: %lu должен
быть меньше: %lu\n", n_t, max_n_txt);
return (-1);
}
l = strlen (txt);
tte.l_txt = l;
if (fseek (fp, 0L, SEEK_END)) {
fprintf (stderr, "Ошибка позиционирования при
добавлении текста номер %lu\n", n_t);
return (-1);
}
tte.off_txt = ftell (fp);
if (fseek (fp, (n_t + 1) * sizeof (txt_table_elem), SEEK_SET)) {
fprintf (stderr, "Ошибка позиционирования при
добавлении текста номер %lu\n", n_t);
return (-1);
}
if (fwrite (&tte, sizeof (tte), 1, fp) != 1) {
fprintf (stderr, "Ошибка записи при добавлении
текста номер %lu\n", n_t);
return (-1);
}
if (fseek (fp, tte.off_txt, SEEK_SET)) {
fprintf (stderr, "Ошибка позиционирования при
добавлении текста номер %lu\n", n_t);
return (-1);
}
if (fwrite (txt, sizeof (char), l, fp) != l) {
150
fprintf (stderr, "Ошибка записи при добавлении
текста номер %lu\n", n_t);
return (-1);
}
return 0;
}
/* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */
/* Функция для завершения добавления текстов */
/* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */
int g_term_add_txt () {
return (fclose (fp));
}
/* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */
/* Главная программа, вызывающая определенные */
/* выше функции */
/* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */
#define MAX_TXTS 10240
int main (int argc, char *argv[]) {
if (g_init_add_txt (argc, argv, MAX_TXTS) ||
g_add_txt (0, "Reference to section number %d in %s\n") ||
g_add_txt (1, "Data .init section in %s\n")) {
(void) g_term_add_txt ();
return (-1);
}
return (g_term_add_txt ());
}
Листинг 5.22. Пример использования функций
буферизованного ввода/вывода.
Функция fcntl() предназначена для выполнения разнообразных
управляющих операций над открытым файлом (см. листинг 5.23).
#include <fcntl.h>
int fcntl (int fildes, int cmd, ...);
Листинг 5.23. Описание функции fcntl().
Аргумент fildes задает дескриптор открытого файла, cmd –
управляющую команду, дополнительные данные для которой могут
быть переданы в качестве третьего (необязательного) аргумента arg
(обычно имеющего тип int). В случае успешного завершения
возвращаемое значение естественным образом зависит от команды; при
неудаче всегда возвращается -1.
Допустимые команды (значения аргумента cmd) определены в
файле <fcntl.h>. Перечислим сначала наиболее употребительные из них.
F_DUPFD
Дублирование дескриптора открытого файла: вернуть
минимальный среди бывших незанятыми файловый дескриптор (не