Bài 18.626 phút đọc

Truy cập ngẫu nhiên với fseek và ftell

Sau bài này bạn sẽ làm được

Dùng fseek với ba mốc SEEK_SET, SEEK_CUR và SEEK_END
Tính vị trí bản ghi thứ i và cập nhật nó tại chỗ
Nêu quy tắc phải gọi fseek hoặc fflush khi chuyển giữa đọc và ghi
Biết giới hạn của ftell và khi nào cần fseeko

Tới đây bạn mới chỉ đọc file từ đầu tới cuối. Hai hàm trong bài này mở ra khả năng thứ hai: nhảy thẳng tới byte thứ một triệu, đọc một bản ghi, sửa nó, và ghi đè lại đúng chỗ cũ. Đây là điều mà file văn bản không làm được.

#fseek và ba mốc

int fseek(FILE *f, long do_lech, int moc);

/* moc: SEEK_SET (dau tep) · SEEK_CUR (vi tri hien tai) · SEEK_END (cuoi tep)
   Tra ve 0 neu thanh cong, khac 0 neu that bai. */

Độ lệch được tính từ mốc bạn chọn, và nó âm được với SEEK_CUR cùng SEEK_END.

Lời gọi	Kết quả	Thường dùng khi
fseek(f, 0, SEEK_SET)	Về đầu tệp	Đọc lại từ đầu, giống rewind
fseek(f, 0, SEEK_END)	Tới cuối tệp	Đo kích thước, hoặc ghi thêm
fseek(f, -1, SEEK_END)	Byte cuối cùng	Kiểm tra tệp có kết thúc bằng xuống dòng không
fseek(f, 12, SEEK_SET)	Bỏ qua phần đầu 12 byte	Nhảy qua phần đầu tệp tới vùng dữ liệu
fseek(f, -4, SEEK_CUR)	Lùi 4 byte	Đọc rồi muốn đọc lại

fseek xóa cờ kết thúc file

while (fgets(dong, sizeof dong, f)) { /* ... */ }

/* Toi day feof(f) khac 0. Neu ban goi fgets nua, no van tra NULL. */

fseek(f, 0, SEEK_SET);       /* xoa co ket thuc, ve dau */

while (fgets(dong, sizeof dong, f)) { /* chay lai binh thuong */ }

/* fseek KHONG xoa co loi. Neu dia hong that thi phai clearerr. */

rewind trông gọn hơn nhưng giấu mất lỗi

void rewind(FILE *f);

/* rewind(f) tuong duong:
     fseek(f, 0, SEEK_SET);
     clearerr(f);

   Khac biet quan trong: rewind KHONG TRA VE GI.
   Ban khong biet no thanh cong hay khong.

   Voi tep tren dia thi hiem khi that bai.
   Voi ONG DAN thi LUON that bai, va rewind giau chuyen do. */

if (fseek(f, 0, SEEK_SET) != 0) {
    perror("fseek");         /* biet ngay la khong quay lai duoc */

    return -1;
}

Không phải luồng nào cũng nhảy được

Loại luồng	fseek chạy được	Vì sao
Tệp thường trên đĩa	Được	Hệ điều hành đọc được byte bất kỳ
Ống dẫn, ví dụ cat a.txt \| ./ct	Không	Dữ liệu đi qua một lần rồi mất
Bàn phím qua stdin	Không	Không có gì để quay lại
Ổ cắm mạng	Không	Cùng lý do với ống dẫn
Thiết bị ký tự như /dev/null	Tùy	Phụ thuộc thiết bị

Đây là lý do một chương trình đọc cả file bằng cách đo kích thước trước sẽ chạy đúng khi bạn truyền tên file, nhưng hỏng khi người dùng đưa dữ liệu qua ống dẫn. Bài 18.7 sẽ giải quyết.

#ftell và kích thước file

long ftell(FILE *f);     /* vi tri hien tai, tinh bang byte tu dau tep
                            hoac -1L neu that bai */

Đo kích thước một tệp

long kich_thuoc(FILE *f) {
    long cu = ftell(f);                        /* nho vi tri dang o */
    if (cu < 0) return -1;

    if (fseek(f, 0, SEEK_END) != 0) return -1;

    long co = ftell(f);

    if (fseek(f, cu, SEEK_SET) != 0) return -1; /* tra lai cho cu */

    return co;
}

ftell nói dối ở chế độ văn bản

terminal

# Tệp ghi ở chế độ văn bản trên Windows, 11 ký tự thành 14 byte

./thu-ftell

ftell noi 14 byte, fread doc duoc 11 byte
=> cap phat thua 3 byte, va neu tin vao ftell thi doc rac

FILE *f = fopen("vb.txt", "r");     /* che do VAN BAN */

fseek(f, 0, SEEK_END);
long co = ftell(f);                 /* 14: so byte TREN DIA */
rewind(f);

char *bo_dem = malloc(co + 1);
size_t doc = fread(bo_dem, 1, co, f);   /* chi doc duoc 11:
                                           moi \r\n bi gop thanh \n */

bo_dem[co] = '\0';                  /* SAI: ghi vao vi tri 14
                                       trong khi du lieu chi toi 10.
                                       Ba byte 11, 12, 13 la RAC. */

bo_dem[doc] = '\0';                 /* dung: dung gia tri fread tra ve */

Chuẩn C nói thẳng: ở chế độ văn bản, giá trị của ftell chỉ dùng được để truyền lại cho fseek, chứ không mang ý nghĩa số byte. Muốn đo kích thước thì phải mở bằng "rb".

#Truy cập bản ghi thứ i

Với một triệu bản ghi, chênh lệch là một triệu lần ghi so với một lần ghi.

/* Vi tri cua ban ghi thu i, khi moi ban ghi co cung kich thuoc: */

long vi_tri = CO_PHAN_DAU + (long)i * (long)sizeof(BanGhi);

ban-ghi.c

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

typedef struct { char ma[8]; int diem; } BG;

/* Doc ban ghi thu i */
int doc_ban_ghi(FILE *f, size_t i, BG *ra) {
    if (fseek(f, (long)(i * sizeof *ra), SEEK_SET) != 0) return -1;

    return fread(ra, sizeof *ra, 1, f) == 1 ? 0 : -1;
}

/* Ghi de ban ghi thu i, khong dung toi cac ban ghi khac */
int ghi_ban_ghi(FILE *f, size_t i, const BG *bg) {
    if (fseek(f, (long)(i * sizeof *bg), SEEK_SET) != 0) return -1;

    return fwrite(bg, sizeof *bg, 1, f) == 1 ? 0 : -1;
}

/* Dem so ban ghi tu kich thuoc tep */
long so_ban_ghi(FILE *f) {
    if (fseek(f, 0, SEEK_END) != 0) return -1;

    long co = ftell(f);
    if (co < 0) return -1;

    return co / (long)sizeof(BG);
}

terminal

./sua-tai-cho

sizeof(BG) = 12
truoc:
  [0] SV000    50
  [1] SV001    51
  [2] SV002    52
  [3] SV003    53
  [4] SV004    54

fseek toi vi tri 24
doc duoc: SV002 52, ftell gio la 36

sau:
  [0] SV000    50
  [1] SV001    51
  [2] SV002    99
  [3] SV003    53
  [4] SV004    54

kich thuoc 60 byte -> 5 ban ghi

Ba giả định ngầm của phép chia này

long so = kich_thuoc / (long)sizeof(BG);

/* Cong thuc tren chi dung khi:

   1. MOI ban ghi cung kich thuoc.
      Co mot truong do dai thay doi la hong.

   2. Tep KHONG co phan dau.
      Co phan dau 16 byte thi phai tru di truoc khi chia.

   3. Tep KHONG bi cat giua chung.
      Nen kiem tra kich_thuoc % sizeof(BG) == 0 truoc khi tin. */

if (kich_thuoc % (long)sizeof(BG) != 0) {
    fprintf(stderr, "Tep hong: %ld byte khong chia het cho %d\n",
            kich_thuoc, (int)sizeof(BG));

    return -1;
}

Ghi quá cuối tệp thì tệp tự dài ra

/* Tep dang co 5 ban ghi. Ghi ban ghi thu 10: */

fseek(f, 10L * (long)sizeof(BG), SEEK_SET);
fwrite(&bg, sizeof bg, 1, f);

/* Tep gio dai 11 ban ghi.
   Cac ban ghi 5 den 9 la LO HONG, doc ra toan byte 0.

   Tren Linux day goi la tep thua: cho trong khong ton
   dung luong dia that. Tren Windows thi ton du.

   Neu chuong trinh cua ban dem so ban ghi bang kich thuoc tep
   thi no vua nhan them 5 ban ghi rong ma ban khong dinh tao. */

#Quy tắc khi vừa đọc vừa ghi

Với chế độ có dấu cộng, phải xen fseek giữa đọc và ghi

Đọc rồi ghi luôn

FILE *f = fopen("bg.dat", "rb+");

fread(&bg, sizeof bg, 1, f);
bg.diem = 99;
fwrite(&bg, sizeof bg, 1, f);    /* HANH VI KHONG XAC DINH */

/* Va ke ca khi no "chay", no ghi vao ban ghi KE TIEP,
   vi fread da day con tro len roi. */

fseek giữa hai thao tác

FILE *f = fopen("bg.dat", "rb+");

long vt = (long)(i * sizeof bg);

fseek(f, vt, SEEK_SET);
fread(&bg, sizeof bg, 1, f);

bg.diem = 99;

fseek(f, vt, SEEK_SET);          /* BAT BUOC, va no cung dua ve dung cho */
fwrite(&bg, sizeof bg, 1, f);

/* Quy tac day du cua chuan:

   Sau mot lan GHI, truoc mot lan DOC:
       phai goi fflush, fseek, fsetpos hoac rewind

   Sau mot lan DOC, truoc mot lan GHI:
       phai goi fseek, fsetpos hoac rewind
       (fflush KHONG du o chieu nay)

   Ly do: thu vien dung MOT bo dem cho ca hai chieu.
   Khong bao no doi chieu thi no khong biet phai do bo dem cu di. */

Mẹo: fseek với độ lệch 0 và mốc SEEK_CUR

fseek(f, 0, SEEK_CUR);      /* khong di chuyen di dau ca,
                               nhung DOI CHIEU hop le */

/* Dung khi ban muon giu nguyen vi tri ma van chuyen
   giua doc va ghi. Tron va dung chuan. */

terminal

./thu-doi-chieu

doc duoc 'A', vi tri = 1
byte ke tiep = 'A'
noi dung cuoi: AZAAABBBBB

Tệp ban đầu là AAAAABBBBB. Đọc một byte, gọi fseek(f, 0, SEEK_CUR), ghi ký tự Z, và kết quả là AZAAABBBBB. Ký tự Z nằm đúng vị trí 1, tức là ngay sau byte vừa đọc.

#Giới hạn của long

Nền tảng	sizeof(long)	Tệp lớn nhất fseek xử lý được
Linux 64 bit	8 byte	Khoảng 9,2 tỉ gigabyte, không phải lo
Windows 64 bit	4 byte	2 GB
Linux 32 bit	4 byte	2 GB
Nhúng 32 bit	4 byte	2 GB

Windows giữ long ở 4 byte kể cả trên bản 64 bit, nên đây không phải chuyện của quá khứ.

/* Tren POSIX, dung ban co off_t: */
#define _FILE_OFFSET_BITS 64
#include <stdio.h>

int   fseeko(FILE *f, off_t do_lech, int moc);
off_t ftello(FILE *f);

/* Tren Windows, Microsoft co ban rieng: */
int   _fseeki64(FILE *f, __int64 do_lech, int moc);
__int64 _ftelli64(FILE *f);

/* Trong chuan C co cap fgetpos va fsetpos, kha chuyen nhung han che: */
int fgetpos(FILE *f, fpos_t *vi_tri);
int fsetpos(FILE *f, const fpos_t *vi_tri);

/* fpos_t la kieu mo. Ban KHONG cong tru duoc voi no,
   chi luu lai roi quay ve dung cho cu. Du de danh dau
   va quay lai, khong du de tinh vi tri ban ghi thu i. */

Tự làm thử

Tạo tệp năm bản ghi, sửa bản ghi thứ hai tại chỗ, và in ra cả năm để xác nhận bốn bản ghi kia không đổi.
In ftell ngay sau fread và giải thích vì sao nó bằng vị trí bắt đầu cộng kích thước bản ghi.
Bỏ lời gọi fseek giữa fread và fwrite rồi xem bản ghi nào bị sửa.
Mở một tệp văn bản bằng cả "r" và "rb", so sánh giá trị ftell ở cuối tệp với số byte fread đọc được.
Ghi bản ghi thứ mười vào tệp chỉ có năm bản ghi, rồi đọc lại bản ghi thứ bảy xem nó chứa gì.

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

Tóm tắt

fseek nhận độ lệch tính từ một trong ba mốc, và độ lệch âm được với SEEK_CUR cùng SEEK_END.
Vị trí bản ghi thứ i là co_phan_dau + i * sizeof(BanGhi), và nhờ đó sửa một bản ghi chỉ tốn một lần ghi.
Sau fread thì con trỏ đã tiến lên, nên phải fseek lại trước khi ghi đè.
Với chế độ có dấu cộng, phải xen fseek giữa đọc và ghi, và fseek(f, 0, SEEK_CUR) là cách gọn nhất.
ftell chỉ cho số byte thật ở chế độ nhị phân, và nó giới hạn ở 2 GB trên mọi nền tảng có long bốn byte, kể cả Windows 64 bit.