Linux C\C++编程-文件位置指针与读写文件数据块

先复习一下C语言中的文件指针定位函数fseek()，其声明如下：

int fseek(FILE *fp, LONG offset, int origin)；

其中，fp是文件指针；offset是相对于origin规定的偏移位置量；origin是指针移动的起始位置，可设置为以下3种情况：

• SEEK_SET：文件开始位置。
• SEEK_CUR：文件当前位置。
• SEEK_END：文件结束位置。

当offset是向文件末尾方向偏移的时候，无论偏移量是否超出文件末尾，fseek都返回0，当偏移量没有超出文件末尾的时候，文件指针指向正常的偏移地址；当偏移量超出文件末尾的时候，文件指针指向文件末尾，并不会返回表示偏移出错的-1值。当offset向文件头方向偏移的时候，如果偏移量没有超出文件头，就是正常偏移，文件指针指向正确的偏移地址，fseek返回值为0；当偏移量超出文件头时，fseek返回-1值，文件指针不变，还是处于原来的地址。

在C++中，istream和ostream也提供了用于重新定位文件位置指针的成员函数seekg和seekp：seekg用于设置输入文件流的文件流指针位置，而seekp用于设置输出文件流的文件流指针位置。它们的声明如下：

ostream& seekp( streampos pos );

ostream& seekp( streamoff off, ios::seek_dir dir );

istream& seekg( streampos pos );

istream& seekg( streamoff off, ios::seek_dir dir );

其中，pos表示新的文件流指针位置值；off表示需要偏移的值；dir表示搜索的起始位置，该参数的类型是一个枚举：

enum seek_dir {beg, cur, end};

每个枚举常量的含义如下：

• ios::beg：文件流的起始位置（默认值，从流的开头开始定位）。
• ios::cur：文件流的当前位置。
• ios::end：文件流的结束位置。

文件位置指针是一个整数值，指定了从文件的起始位置到指针所在位置的字节数。下面是关于定位文件位置指针的代码片段。

// 定位到 fileObject 的第 n 个字节（假设是 ios::beg）
fileObject.seekg( n );

// 把文件的读指针从 fileObject 当前位置向后移 n 个字节
fileObject.seekg( n, ios::cur );

// 把文件的读指针从 fileObject 末尾往回移 n 个字节
fileObject.seekg( n, ios::end );

// 定位到 fileObject 的末尾
fileObject.seekg( 0, ios::end );

下面的例子使用这些函数来获得一个二进制文件的大小。

【例4.14】获得二进制文件的大小

（1）打开Visual Studio Code，新建文本文件test.cpp，输入代码如下：

#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;

    
const char * filename = "afile.dat"; // afile.dat在前面的例子中已经生成了
    
int main() {
	long l, m;
	ifstream file(filename, ios::in | ios::binary);
	l = file.tellg();
	file.seekg(0, ios::end);
	m = file.tellg();
	file.close();
	cout << "size of " << filename;
	cout << " is " << (m - l) << " bytes.\n";
	return 0;
}

（2）上传test.cpp到Linux，在终端下输入命令g++ -o test test.cpp，然后运行test，运行结果如下：

# g++ -o test test.cpp

# ./test

size of afile.dat is 7 bytes.

假设当前目录下有一个文件afile.dat，大小为7字节，上面的代码就可以判断出其大小。同时，我们可以在命令行下验证一下：

# ll afile.dat

-rw-r--r-- 1 root root 7 3月  15 21:49 afile.da

可以看出，果然是7字节。

C++的I/O中提供了write和read函数，分别从流中读取数据和向流写入数据。write函数是ostream的一个成员函数，被ofstream继承。而read是istream的一个成员函数，被ifstream继承。类fstream的对象同时拥有这两个函数。Write和read函数的原型是：

ostream& write ( char * buffer, streamsize size );

istream read ( char * buffer, streamsize size );

这里buffer是一块内存的地址，用来存储要写入或读出的数据。参数size是一个整数值，表示要从buffer中读出或写入的字符数。

下面两个小例子演示了这两个函数的使用。

【例4.16】复制文件

（1）打开Visual Studio Code，新建文本文件test.cpp，输入代码如下：

// 复制文件
#include <fstream>      // std::ifstream, std::ofstream

int main() {
	std::ifstream infile("myfile.txt", std::ifstream::binary);
	std::ofstream outfile("new.txt", std::ofstream::binary);

	// 获取文件大小
	infile.seekg(0, infile.end);
	long size = infile.tellg();
	infile.seekg(0);

 	// 为文件内容分配内存
	char* buffer = new char[size];

	// 读取infile的内容
	infile.read(buffer, size);

	// 向outfile写入内容
	outfile.write(buffer, size);

	// 释放动态分配的内存
	delete[] buffer;

	outfile.close();
	infile.close();
	return 0;
}

（2）上传test.cpp到Linux，在终端下输入命令g++ -o test test.cpp，然后运行test，运行结果如下：

# g++ test.cpp -o test
# ./test
# cat new.txt
Linux
boy

例4.17】读取文件到内存

（1）打开Visual Studio Code，新建文本文件test.cpp，输入代码如下：

// 将文件读入内存
#include <iostream>     // std::cout
#include <fstream>      // std::ifstream

int main() {

	std::ifstream is("myfile.txt", std::ifstream::binary);
	if (is) {
	    // 获取文件长度
		is.seekg(0, is.end);
		int length = is.tellg();
		is.seekg(0, is.beg);

		char * buffer = new char[length];

		std::cout << "Reading " << length << " characters... ";
		// 以块的形式读取数据
		is.read(buffer, length);

		if (is)
			std::cout << "all characters read successfully.";
		else
			std::cout << "error: only " << is.gcount() << " could be read";
		is.close();

		// 缓冲区包含整个文件内容
		delete[] buffer;
	}
}

（2）上传test.cpp到Linux，在终端下输入命令g++ -o test test.cpp，然后运行test，运行结果如下：

# g++ test.cpp -o test

# ./test

Reading 18 characters... all characters read successfully.