C语言fopen函数的文件相对路径到底相对哪?
C语言要打开一个文件可以使用标准库的fopen函数,来看下fopen函数的声明:
其中,filename参数的类型是字符串,用于指定要打开文件的路径,可以是绝对路径,也可以是相对路径。mode参数的类型也是字符串,用于指定打开文件的操作模式,比如\”r\”(只读模式)等等。
那么,这里要讨论的是filename参数使用相对路径的时候,相对位置到底是哪里呢?1、源代码文件所在路径?2、源代码编译后的可执行文件所在路径?3、我们自己当前所在的路径?
你觉得是哪里?
答案是3,我们自己当前所在的路径。Show me the code,写个代码证明一下。
创建个新目录CFileTest,在目录下面创建main.c源文件,hello.txt文本文件,以及build子目录(存放编译后的可执行文件)。目录结构如下:
hello.txt只是一个普通的文本文件,里面只有Hello World字符串。main.c源代码的功能也很简单,就是使用fopen函数打开相对路径下的hello.txt文本文件,并打印出文件内的字符串:
1、证明相对路径不是相对于源文件
现在进入build子目录,在build子目录下编译main.c,并把可执行文件指定到build目录:
可以看到在build子目录下已经生成main可执行文件,当前的目录结构如下:
在build目录执行下main可执行文件:
可以看到hello.txt文件和main.c源文件同在一个目录,但结果却报错了,找不到hello.txt这个文件。说明\”hello.txt\”这个相对路径不是相对于源文件的路径。
2、证明相对路径不是相对于可执行文件所在路径
把hello.txt文件移动到build目录下:
当前目录结构如下:
在build目录下继续执行main可执行文件:
可以看到成功打印出了hello.txt文件内容\”Hello World\”,这能确定相对路径是相对于可执行文件所在路径了吗?别急,别忘了我们自己当前所在路径也在build目录下,也有可能是因为相对于我们自己当前所在路径才成功找到文件的。那么,切换下我们自己当前所在的路径看看,切换到上一级CFileTest目录再执行看看:
又找不到文件了,可以确定相对路径也不是相对于可执行文件所在的路径。
说明:可执行文件所在路径不一定就是我们自己当前所在的路径。比如上面这次实验,可执行文件在build目录下,我们自己当前所在的路径在CFileTest目录下。
3、证明相对路径相对于我们自己当前所在路径
再次把hello.txt文件移动到CFileTest目录下:
移动后目录结果恢复为:
在CFileTest目录下执行可执行文件:
成功找到hello.txt文件,说明相对路径是相对于我们自己当前所在路径的。就这?有更直接的证据吗?那就gdb debug模式打个断点,打印下执行文件时当前的路径。首先重新gcc编译下源文件,增加-g参数保留下调试信息:
使用gdb调试main可执行文件,在源代码第8行\”pFile = fopen(\”hello.txt\”, \”r\”);\”处打个断点,然后运行程序到这个断点:
输入pwd命令,打印可执行文件时当前路径:
可以看到,文件执行时的工作目录在CFileTest,与我们自己当前所在的目录一致。
C语言的fopen函数,如果指定相对路径的文件需要注意一下,相对路径是相对于我们自己当前所在的路径,而不是源文件或者可执行文件的路径。
C语言控制标准I/O的5个函数
与底层I/O相比,标准I/O包除了可移植以外还有两个好处。
第一,标准I/O有许多专门的函数简化了处理不同I/O的问题。例如,printf()把不同形式的数据转换成与终端相适应的字符串输出。第二,输入和输出都是缓冲的。也就是说,一次转移一大块信息而不是一字节信息(通常至少512字节)。例如,当程序读取文件时,一块数据被拷贝到缓冲区(一块中介存储区域)。这种缓冲极大地提高了数据传输速率。程序可以检查缓冲区中的字节。缓冲在后台处理,所以让人有逐字符访问的错觉(如果使用底层I/O,要自己完成大部分工作)。程序count.c演示了如何用标准I/O读取文件和统计文件中的字符数。
首先,程序count.c中的程序检查argc的值,查看是否有命令行参数。如果没有,程序将打印一条消息并退出程序。字符串argv[0]是该程序的名称。显式使用argv[0]而不是程序名,错误消息的描述会随可执行文件名的改变而自动改变。这一特性在像UNIX这种允许单个文件具有多个文件名的环境中也很方便。但是,一些操作系统可能不识别argv[0],所以这种用法并非完全可移植。
exit()函数关闭所有打开的文件并结束程序。exit()的参数被传递给一些操作系统,包括UNIX、Linux、Windows和MS-DOS,以供其他程序使用。通常的惯例是:正常结束的程序传递0,异常结束的程序传递非零值。不同的退出值可用于区分程序失败的不同原因,这也是UNIX和DOS编程的通常做法。但是,并不是所有的操作系统都能识别相同范围内的返回值。因此,C标准规定了一个最小的限制范围。尤其是,标准要求0或宏EXIT_SUCCESS用于表明成功结束程序,宏EXIT_FAILURE用于表明结束程序失败。这些宏和exit()原型都位于stdlib.h头文件中。
根据ANSI C的规定,在最初调用的main()中使用return与调用exit()的效果相同。因此,在main(),下面的语句:
和下面这条语句的作用相同:
但是要注意,我们说的是“最初的调用”。如果main()在一个递归程序中,exit()仍然会终止程序,但是return只会把控制权交给上一级递归,直至最初的一级。然后return结束程序。return和exit()的另一个区别是,即使在其他函数中(除main()以外)调用exit()也能结束整个程序。
继续分析程序清单13.1,该程序使用fopen()函数打开文件。该函数声明在stdio.h中。它的第1个参数是待打开文件的名称,更确切地说是一个包含该文件名的字符串地址。第2个参数是一个字符串,指定待打开文件的模式。表13.1列出了C库提供的一些模式。
Mode Strings for fopen()
像UNIX和Linux这样只有一种文件类型的系统,带b字母的模式和不带b字母的模式相同。
新的C11新增了带x字母的写模式,与以前的写模式相比具有更多特性。
第一,如果以传统的一种写模式打开一个现有文件,fopen()会把该文件的长度截为0,这样就丢失了该文件的内容。但是使用带x字母的写模式,即使fopen()操作失败,原文件的内容也不会被删除。第二,如果环境允许,x模式的独占特性使得其他程序或线程无法访问正在被打开的文件。
程序成功打开文件后,fopen()将返回文件指针(file pointer),其他I/O函数可以使用这个指针指定该文件。文件指针(该例中是fp)的类型是指向FILE的指针,FILE是一个定义在stdio.h中的派生类型。文件指针fp并不指向实际的文件,它指向一个包含文件信息的数据对象,其中包含操作文件的I/O函数所用的缓冲区信息。因为标准库中的I/O函数使用缓冲区,所以它们不仅要知道缓冲区的位置,还要知道缓冲区被填充的程度以及操作哪一个文件。标准I/O函数根据这些信息在必要时决定再次填充或清空缓冲区。fp指向的数据对象包含了这些信息。
getc()和putc()函数与getchar()和putchar()函数类似。所不同的是,要告诉getc()和putc()函数使用哪一个文件。下面这条语句的意思是“从标准输入中获取一个字符”:
然而,下面这条语句的意思是“从fp指定的文件中获取一个字符”:
与此类似,下面语句的意思是“把字符ch放入FILE指针fpout指定的文件中”:
在putc()函数的参数列表中,第1个参数是待写入的字符,第2个参数是文件指针。
程序count.c把stdout作为putc()的第2个参数。stdout作为与标准输出相关联的文件指针,定义在stdio.h中,所以putc(ch, stdout)与putchar(ch)的作用相同。实际上,putchar()函数一般通过putc()来定义。与此类似,getchar()也通过使用标准输入的getc()来定义。
为何该示例不用putchar()而要用putc()?原因之一是为了介绍putc()函数;原因之二是,把stdout替换成别的参数,很容易将这段程序改写成文件输出。
从文件中读取数据的程序在读到文件结尾时要停止。如何告诉程序已经读到文件结尾?如果getc()函数在读取一个字符时发现是文件结尾,它将返回一个特殊值EOF。所以C程序只有在读到超过文件末尾时才会发现文件的结尾(一些其他语言用一个特殊的函数在读取之前测试文件结尾,C语言不同)。
为了避免读到空文件,应该使用入口条件循环(不是do-while循环)进行文件输入。鉴于getc()(和其他C输入函数)的设计,程序应该在进入循环体之前先尝试读取。如下面设计所示:
可以简化为:
由于ch = getc(fp)是while测试条件的一部分,所以程序在进入循环体之前就读取了文件。不要设计成下面这样:
第1个问题是,ch首次与EOF比较时,其值尚未确定。第2个问题是,如果getc()返回EOF,该循环会把EOF作为一个有效字符处理。这些问题都可以解决。例如,把ch初始化为一个哑值(dummy value),再把一个if语句加入到循环中。但是,何必多此一举,直接使用上面的设计范例即可。
其他输入函数也会用到这种处理方案,它们在读到文件结尾时也会返回一个错误信号(EOF或NULL指针)。
fclose(fp)函数关闭fp指定的文件,必要时刷新缓冲区。对于较正式的程序,应该检查是否成功关闭文件。如果成功关闭,fclose()函数返回0,否则返回EOF:
如果磁盘已满、移动硬盘被移除或出现I/O错误,都会导致调用fclose()函数失败。
stdio.h头文件把3个文件指针与3个标准文件相关联,C程序会自动打开这3个标准文件。如表13.2所示:
这些文件指针都是指向FILE的指针,所以它们可用作标准I/O函数的参数,如fclose(fp)中的fp。接下来,我们用一个程序示例创建一个新文件,并写入内容。
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