• 信息安全系统设计与实现学习笔记2


    一、知识点归纳以及自己最有收获的内容

    1、知识点归纳

    文件操作都有什么?

    关于对文件的操作主要是:添加、删除、修改、打开、关闭等

    二进制文件和文本文件如何转换?

    二进制转文本文件需构建二进制转十六进制函数,每八位一组,每四位一单元转换。反过来文本文件转二进制文件需构建十六进制转二进制函数

    数据结构如何读写?

    可以用fprintf(),fscanf()实现格式化的写入与读取

    第9章 I/O库函数

    1、系统调用——文件操作的基础,但它们只支持数据块的读/写。
    缺点——不支持行、字符、结构化文件等逻辑单元读/写文件

    I/O库函数——一系列文件操作函数。方便使用,效率高。

    2、系统调用函数

    • open()
    • read()
    • write()
    • lseek()
    • close()
      I/O库函数
    • fopen()
    • fread()
    • fwrite()
    • fseek()
    • fclose()
      每个I/O库函数的根都在对应的系统调用函数中,fopen依赖于open,fread依赖于read。

    3、

    • 系统调用中:fd——整数,打开失败返回1;每次迭代用read()调用读入buf[]再读到文件描述符1中。

    • 库I/O程序中:fp——文件流指针,失败返回NULL,否则返回FILE结构体地址,FILE结构体包含char fbuf[BLKSIZE]和整数fd字段;
      使用fgetc(fp)从文件流中获取字符,通过putchar()输出字符,直至文件结束符;read()仅用于重新填充fbuf[]。
      fopen()使用字符串表示模式,“r”表示READ,“w”表示WRITE,返回的是FILE结构体指针。

    4、I/O库函数的算法

    • fread()
      发出read()系统调用来填充内部缓冲区
    • fwrite()
      与fread()相似,只是数据传输方向不同。写满内部缓冲区后发出write()系统调用,将整个缓冲区写入操作系统内核。
    • fclose
      如果以写的方式被打开,fclose()会先关闭文件流的局部缓冲区。然后发出close(fd)系统调用来关闭FILE结构体中的文件描述符。最后会释放FILE结构体,并将FILE指针重置为NULL。

    5、如果请求的大小以BLKSIZE为单位,使用系统调用更高效,反之fread和fwrite会更高效。

    6、I/O库模式
    fopen ”r”、”w”、”a”分别代表读、写、追加
    “r+”读/写,不会截断文件
    ”w+”读/写。但会先截断文件;文件不存在会创建文件
    ”a+”通过追加进行读/写;如果文件不存在,会创建文件

    7、字符模式I/O

    • 字符模式I/O
      fgetc()、ungetc()、fputc()
    • 行模式I/O
      char *fgets()、int fputs()
    • 格式化I/O
      fscanf()、fprintf()

    8、内存中的转换函数
    sscanf()、sprintf()

    9、其他I/O库函数

    • fseek()、ftell()、rewind():更改文件流中的读/写字节位置
    • feof()、ferr()、fileno():测试文件流状态
    • fdopen():用文件描述符打开文件流
    • freopen():以新名称重新打开现有的流
    • setbuf()、setvbuf():设置缓冲方案
    • popen():创建管道,复刻子进程来调用sh

    10、限制混合fread-fwrite
    规范要求每对fread()和fwrite()之间至少有一个fseek()或ftell()

    11、文件流缓冲

    • 无缓冲 _IONBUF
      文件流stderr
    • 行缓冲 _IOLBUF
      文件流stdout
    • 全缓冲 _IOFBUF
      文件流正常缓冲方案

    自己最有收获的内容

    1、看到本章中多次提到“宏”,但并不知道“宏”是什么,在查阅了网上资料后得知宏是一种预处理指令,它提供了一种机制,可以用来替换源代码中的字符串。

    • 条件编译:
      C语言中,预处理过程读入源代码,检查包含预处理指令的语句和宏定义,并对源代码进行相应的转换,预处理过程还会删除程序中的注释和多余的空白符号。
      预处理指令是以#开头的代码行,#必须是该行除了空白字符外的第一个字符。#后是指令关键字,在#和指令关键字之间允许存在若干空白字符。
      使用条件编译,方便程序员在调试程序的过程中,执行一些在程序发布后并不需要执行的指令。只要在需要调试的代码前加上_DEBUG的定义,就可以在调试程序的过程中输出调试信息。
      这样方便查看程序在运行过程中有没有出现错误,定位错误出现的地方。而在程序发布之前,取消_DEBUG的定义就可以不再执行调试代码。
    • 宏函数
      函数的调用是需要一定的时间和空间代价的。因为系统在调用函数时,需要保留"现场",即将程序要执行的指令的下一条指令的位置压入栈,然后转入调用函数去执行,调用完函数后再返回主调函数,恢复"现场",返回到栈里保存的的下一条指令的位置继续执行。所以函数的调用需要额外的时间和空间代价。
      而宏函数则不存在上述问题,宏函数在预编译时,同函数定义的代码来替换函数名,将函数代码段嵌入到当前程序,不会产生函数调用。所以会省去普通函数保留现场恢复现场的时间,但因为要将定义的函数体嵌入到当前程序,所以不可避免的会占用额外的存储空间。在频繁调用同一个宏的时候,该现象尤其明显。宏函数的示例定义如下:
      #define MAX(a,b) ((a)<(b)?(b):(a))
      宏函数的优点在于避免函数调用,提高程序效率。同时需要注意的是inline标识符。inline也将函数定义为内联的。但是使用内联函数需要注意的是:函数体必须十分简单,不能含有循环、条件、选择等复杂结构,否则就不能作为内联函数了。
      事实上,有时候即便你没有将函数指定为内联函数,编译器也会将一些简单的函数作为内联函数处理,而对于一些复杂的函数,即使声明为内联函数,编译器也不会理会的。
      inline函数的瓶颈就在于此,使用inline标识符将函数声明为内联的,但这只是一种提示,到底编译器有没有优化还依赖于编译器的实现,而使用宏函数则完全由代码本身控制。
      但在使用宏函数的时候,需要明确的是宏函数只是简单的替换,需要注意括号的使用。

    二、问题与解决思路

    (1)为什么要限制混合fread-fwrite

    解决方法:我在网上找到一篇文章
    http://blog.chinaunix.net/uid-30055459-id-4740603.html
    帮我解决了这个问题,简单来说,必须有fseek来同步文件OFTE中的读/写指针与FILE结构体中的局部缓冲区的读/写指针,否则可能出现错误。可能是因为代码可能在一些系统中运行时并不会报错,但为了代码的兼容性,还是要按照APUE上的限制进行编程。


    三、实践内容与截图

    1、完成了课本上的练习9.2——编写一个C程序,将文本文档中的字母由小写转换为大写。
    代码截图

    原文本与运行后新文本

    2、编写了一个C程序,能在文本每行末尾标记第几行
    代码截图

    原文本

    运行后新文本

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/moonyecho/p/16684832.html
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