Bài 18.224 phút đọc

Mở và đóng file

Sau bài này bạn sẽ làm được

Nhớ tác dụng của sáu chế độ fopen lên file đã tồn tại
Dùng hậu tố b và biết nó thay đổi gì trên Windows
Báo lỗi bằng errno và perror thay vì thông báo chung chung
Nêu hai lý do phải kiểm tra giá trị trả về của fclose

Một lời gọi fopen viết sai chế độ có thể xóa sạch dữ liệu người dùng trong một phần nghìn giây, mà trình biên dịch không hề cảnh báo. Bài này đi qua sáu chế độ, hai cái bẫy và một mẫu viết đúng.

#fopen và sáu chế độ

#include <stdio.h>

FILE *fopen(const char *duong_dan, const char *che_do);

/* Tra ve con tro toi luong, hoac NULL neu that bai. */

Chế độ	Đọc	Ghi	File chưa có	File đã có	Vị trí ban đầu
"r"	có	không	lỗi, trả NULL	giữ nguyên	đầu file
"w"	không	có	tạo mới	XÓA SẠCH	đầu file
"a"	không	có	tạo mới	giữ nguyên	cuối file
"r+"	có	có	lỗi, trả NULL	giữ nguyên	đầu file
"w+"	có	có	tạo mới	XÓA SẠCH	đầu file
"a+"	có	có	tạo mới	giữ nguyên	đọc từ đầu, ghi ở cuối

terminal

# Tạo một file 20 byte rồi thử từng chế độ

./thu-che-do

fopen("co-san.txt", "rb") -> OK, kich thuoc sau khi mo = 20
fopen("co-san.txt", "ab") -> OK, kich thuoc sau khi mo = 20
fopen("khong-co.txt", "rb") -> NULL, errno=2 (No such file or directory)

# sau khi mo bang "wb" roi dong ngay:
fopen("co-san.txt", "rb") -> OK, kich thuoc sau khi mo = 0

Chế độ "w" xóa file ngay lúc mở, trước khi bạn ghi gì

FILE *f = fopen("du-lieu-quan-trong.dat", "w");

/* Ngay tai day, tep da RONG.
   Chua mot lenh fwrite nao chay.

   Neu buoc tiep theo cua ban that bai, hoac chuong trinh sap,
   hoac nguoi dung bam Ctrl+C, thi du lieu cu MAT VINH VIEN. */

if (chuan_bi_du_lieu() != 0) {
    fclose(f);
    return -1;                   /* tra ve loi, va de lai mot tep rong */
}

Đây là lý do Bài 18.10 dạy mẫu ghi ra tệp tạm rồi đổi tên. Với dữ liệu người dùng thì không bao giờ mở tệp đích bằng "w".

C11 thêm hậu tố x để từ chối ghi đè

FILE *f = fopen("moi.dat", "wx");     /* hoac "wbx" */

/* Neu moi.dat DA TON TAI thi fopen tra ve NULL thay vi xoa no.
   Dung khi ban muon chac chan minh dang tao tep moi. */

terminal

./thu-wx

fopen("co-san.txt", "wbx") -> NULL, dung

Hậu tố x có từ C11. Trình biên dịch cũ hơn thì bỏ qua nó một cách im lặng, tức là bạn mất luôn sự bảo vệ mà không biết. Nếu cần chắc chắn thì trên POSIX dùng open với cờ O_EXCL.

Chế độ "a" luôn ghi ở cuối, kể cả sau khi fseek

FILE *f = fopen("nhat-ky.txt", "a");

fseek(f, 0, SEEK_SET);          /* di chuyen ve dau */
fputs("chen vao dau\n", f);     /* NHUNG VAN GHI O CUOI */

/* Che do "a" dat lai vi tri ve cuoi truoc MOI lan ghi.
   Day la tinh chat, khong phai loi: no bao dam hai tien trinh
   cung ghi mot tep nhat ky khong de len nhau. */

#Hậu tố b và chế độ văn bản

fopen("a.txt", "r")      /* che do van ban  */
fopen("a.dat", "rb")     /* che do nhi phan */
fopen("a.dat", "rb+")    /* doc ghi nhi phan, chu b dat truoc dau cong */

Hệ điều hành	Chế độ văn bản làm gì	Chế độ nhị phân làm gì
Linux, macOS	Không làm gì cả	Không làm gì cả
Windows	Đổi \n thành \r\n khi ghi và ngược lại khi đọc, coi Ctrl+Z là kết thúc file	Không làm gì cả

Đây không phải chuyện lý thuyết, hãy nhìn số byte thật

crlf.c

#include <stdio.h>

int main(void) {
    FILE *f = fopen("vb.txt", "w");        /* che do VAN BAN */
    fputs("mot\nhai\nba\n", f);            /* 11 ky tu */
    fclose(f);

    f = fopen("vb.txt", "rb");             /* doc lai o che do NHI PHAN */
    int c; long n = 0;
    printf("byte thuc trong tep:");
    while ((c = fgetc(f)) != EOF) { printf(" %02X", c); ++n; }
    printf("\n11 ky tu ghi ra -> %ld byte tren dia\n", n);
    fclose(f);

    return 0;
}

terminal

# Chạy trên Windows

gcc -std=c11 -o crlf crlf.c && ./crlf

byte thuc trong tep: 6D 6F 74 0D 0A 68 61 69 0D 0A 62 61 0D 0A
11 ky tu ghi ra -> 14 byte tren dia

# Cùng chương trình chạy trên Linux

./crlf

byte thuc trong tep: 6D 6F 74 0A 68 61 69 0A 62 61 0A
11 ky tu ghi ra -> 11 byte tren dia

Ba byte 0D xuất hiện từ hư không. Với file văn bản thì đó là điều bạn muốn, vì Notepad đọc được. Với file nhị phân thì đó là hỏng dữ liệu: mọi byte 0x0A trong ảnh, trong âm thanh, trong bản ghi của bạn đều bị chèn thêm một byte 0x0D phía trước.

#Kiểm tra và báo lỗi

Không kiểm tra, hoặc báo chung chung

FILE *f = fopen(ten, "r");
fgets(dong, sizeof dong, f);      /* f co the la NULL -> SAP */

/* Hoac kiem tra nhung bao khong ra gi: */
if (!f) {
    printf("Loi mo file!\n");     /* loi gi? tep nao? */
    return 1;
}

Nói rõ tệp nào và lỗi gì

#include <errno.h>
#include <string.h>

FILE *f = fopen(ten, "r");
if (!f) {
    fprintf(stderr, "%s: %s\n", ten, strerror(errno));

    return 1;
}

errno

Biến toàn cục do thư viện chuẩn đặt khi một hàm thất bại. Nó cho biết nguyên nhân cụ thể, và mỗi nguyên nhân có một hằng số tên riêng như ENOENT hay EACCES.

Hằng số	Số	Nghĩa	Thường vì
ENOENT	2	No such file or directory	Gõ sai tên, hoặc thư mục cha không tồn tại
EACCES	13	Permission denied	Không có quyền, hoặc đường dẫn là một thư mục
EMFILE	24	Too many open files	Quên fclose trong vòng lặp
ENOSPC	28	No space left on device	Đĩa đầy, lộ ra lúc ghi chứ không lúc mở
EISDIR	21	Is a directory	Truyền tên thư mục cho fopen

terminal

./thu-loi

fopen khong-ton-tai.txt: No such file or directory
fopen thu-muc-khong-co/a.txt: No such file or directory
fopen thu muc: Permission denied

perror ngắn hơn nhưng luôn ra stderr và luôn thêm dấu hai chấm

perror("fopen du-lieu.txt");
/* in ra stderr:  fopen du-lieu.txt: No such file or directory */

fprintf(stderr, "%s: %s\n", ten, strerror(errno));
/* in ra stderr:  du-lieu.txt: No such file or directory */

/* perror tien khi viet nhanh.
   strerror linh hoat hon vi ban ghep duoc vao cau bat ky. */

errno chỉ đáng tin ngay sau lời gọi thất bại

Gọi hàm khác trước khi đọc errno

FILE *f = fopen(ten, "r");

if (!f) {
    fprintf(stderr, "Khong mo duoc tep\n");    /* fprintf co the DAT LAI errno */
    perror(ten);                               /* gio errno la gi? khong biet */
}

Chụp errno vào biến ngay

FILE *f = fopen(ten, "r");

if (!f) {
    int loi = errno;                           /* chup lai NGAY */

    fprintf(stderr, "Khong mo duoc tep\n");
    fprintf(stderr, "%s: %s\n", ten, strerror(loi));
}

Chuẩn chỉ bảo đảm errno được đặt khi có lỗi, chứ không bảo đảm nó giữ nguyên qua các lời gọi thành công. Nhiều hàm thư viện thay đổi errno ngay cả khi chúng chạy trót lọt.

#fclose và hai lý do phải kiểm tra

int fclose(FILE *f);        /* tra 0 neu OK, EOF neu that bai */

fclose xả bộ đệm trước khi đóng
Những byte cuối cùng của bạn có thể còn nằm trong bộ đệm. Nếu lần ghi đó thất bại vì đĩa đầy hay vì hạn ngạch, thì đây là nơi duy nhất lỗi lộ ra. Mọi lời gọi fwrite trước đó đều đã trả về thành công.
fclose trả số hiệu file lại cho hệ điều hành
Mỗi tiến trình có hạn mức số file mở đồng thời. Quên fclose trong một vòng lặp là cạn hạn mức, và mọi lời gọi fopen sau đó đều thất bại.

terminal

# Vòng lặp mở file mà không đóng

./ro-ri

mo that bai sau 509 lan, errno=24 (Too many open files)

# Xem hạn mức trên Linux

ulimit -n

Có đường thoát bỏ qua fclose

for (int i = 0; i < n; ++i) {
    FILE *f = fopen(danh_sach[i], "r");
    if (!f) continue;                      /* RO RI: khong dong */

    xu_ly(f);

    if (co_loi(f)) return -1;              /* RO RI: thoat som */

    fclose(f);
}

Mỗi đường ra đều đi qua fclose

for (int i = 0; i < n; ++i) {
    FILE *f = fopen(danh_sach[i], "r");
    if (!f) {
        fprintf(stderr, "%s: %s\n", danh_sach[i], strerror(errno));

        continue;
    }

    int kq = xu_ly(f);

    if (fclose(f) != 0)                    /* dong TRUOC khi thoat */
        fprintf(stderr, "%s: loi khi dong: %s\n",
                danh_sach[i], strerror(errno));

    if (kq != 0) return -1;
}

Với tệp chỉ đọc thì bỏ qua giá trị trả về cũng chấp nhận được

FILE *f = fopen(ten, "rb");
/* ... chi doc ... */
fclose(f);              /* khong co gi trong bo dem de xa, kho ma that bai */

FILE *g = fopen(ten, "wb");
/* ... ghi du lieu quan trong ... */
if (fclose(g) != 0) {   /* PHAI kiem tra */
    fprintf(stderr, "Ghi that bai, du lieu co the khong day du\n");

    return -1;
}

Nói cách khác: khi ghi thì fclose là một phần của thao tác ghi, không phải là dọn dẹp. Coi nó như fwrite cuối cùng.

Không đóng hai lần, không dùng sau khi đóng

fclose(f);
fclose(f);              /* HANH VI KHONG XAC DINH */
fprintf(f, "...");      /* HANH VI KHONG XAC DINH */

/* Giong het loi giai phong hai lan o Bai 14.12.
   Cach phong giong nhau: dat lai ve NULL. */

fclose(f);
f = NULL;

if (f) fclose(f);       /* gio an toan */

#Mẫu mở đóng chuẩn

Mẫu cho hàm chỉ đọc

#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int dem_dong(const char *ten, long *ra) {
    FILE *f = fopen(ten, "r");
    if (!f) {
        fprintf(stderr, "%s: %s\n", ten, strerror(errno));

        return -1;
    }

    long n = 0;
    int  c;

    while ((c = fgetc(f)) != EOF)
        if (c == '\n') ++n;

    int loi_doc = ferror(f);       /* hoi TRUOC khi dong */

    fclose(f);

    if (loi_doc) {
        fprintf(stderr, "%s: loi khi doc\n", ten);

        return -1;
    }

    *ra = n;

    return 0;
}

Mẫu cho hàm có ghi

int luu_diem(const char *ten, const int *diem, size_t n) {
    FILE *f = fopen(ten, "wb");
    if (!f) {
        fprintf(stderr, "%s: %s\n", ten, strerror(errno));

        return -1;
    }

    int loi = 0;

    if (fwrite(diem, sizeof diem[0], n, f) != n) {
        fprintf(stderr, "%s: ghi khong day du\n", ten);
        loi = -1;
    }

    if (fclose(f) != 0) {          /* KIEM TRA, va no van chay du loi o tren */
        fprintf(stderr, "%s: %s\n", ten, strerror(errno));
        loi = -1;
    }

    return loi;
}

Ba hàm nhỏ liên quan

Hàm	Công dụng	Lưu ý
remove(ten)	Xóa một tệp, trả 0 nếu thành công	Trên Windows, tệp đang mở thì không xóa được
rename(cu, moi)	Đổi tên hoặc di chuyển trong cùng hệ tệp	Nền tảng của mẫu ghi an toàn ở Bài 18.10
tmpfile()	Mở một tệp tạm chế độ "wb+", tự xóa khi đóng	Không cho biết tên tệp, và có thể thất bại nếu hết chỗ

Tự làm thử

Viết chương trình tạo file 20 byte rồi mở nó bằng cả sáu chế độ, in kích thước sau mỗi lần mở.
Chạy chương trình so sánh số byte của "w" và "wb" trên hệ điều hành bạn đang dùng.
Viết vòng lặp mở file mà không đóng, đếm xem mở được bao nhiêu lần trước khi thất bại.
Thử fopen với tên một thư mục và xem errno là gì trên máy bạn.
Viết lại hàm luu_diem ở trên sao cho nó thoát sớm bằng goto mà vẫn đóng tệp đúng một lần, rồi so sánh hai cách xem cách nào dễ đọc hơn.

Trình chấm điểm tự động sẽ được bổ sung ở giai đoạn sau. Hiện tại bạn tự chạy thử trên máy.

Tóm tắt

Sáu chế độ khác nhau ở ba điểm: có đọc được không, có ghi được không, và làm gì với tệp đã tồn tại.
Chế độ "w" xóa sạch tệp ngay lúc mở, trước khi bạn ghi một byte nào.
Luôn thêm b cho dữ liệu nhị phân. Trên Windows, chế độ văn bản chèn thêm byte và làm hỏng dữ liệu.
Kiểm tra fopen trả về NULL, và báo lỗi kèm tên tệp cùng strerror(errno).
Khi ghi thì fclose là lần ghi cuối cùng, nên phải kiểm tra giá trị trả về của nó.

Sau bài này bạn sẽ làm được

#fopen và sáu chế độ

#Hậu tố b và chế độ văn bản

#Kiểm tra và báo lỗi

#fclose và hai lý do phải kiểm tra

fclose xả bộ đệm trước khi đóng

fclose trả số hiệu file lại cho hệ điều hành

#Mẫu mở đóng chuẩn

Tự làm thử

Tóm tắt