插入,刪除,更改文件內容 · cpp

[TOC] # 簡介我們平時所見的文件，例如 txt、doc、mp4 等，文件內容是按照從頭到尾的順序依次存儲在磁盤上的，就像排起一條長長的隊伍，稱為順序文件。除了順序文件，還有索引文件、散列文件等，一般用于特殊領域，例如數據庫、高效文件系統等。順序文件的存儲結構決定了它能夠高效讀取內容，但不能夠隨意插入、刪除和修改內容。例如在文件開頭插入100個字節的數據，那么原來文件的所有內容都要向后移動100個字節，這不僅是非常低效的操作，而且還可能覆蓋其他文件。因此C語言沒有提供插入、刪除、修改文件內容的函數，要想實現這些功能，只能自己編寫函數。以插入數據為例，假設原來文件的大小為 1000 字節，現在要求在500字節處插入用戶輸入的字符串，那么可以這樣來實現： 1) 創建一個臨時文件，將后面500字節的內容復制到臨時文件； 2) 將原來文件的內部指針調整到500字節處，寫入字符串； 3) 再將臨時文件中的內容寫入到原來的文件（假設字符串的長度為100，那么此時文件內部指針在600字節處）。刪除數據時，也是類似的思路。假設原來文件大小為1000字節，名稱為 demo.mp4，現在要求在500字節處往后刪除100字節的數據，那么可以這樣來實現： 1) 創建一個臨時文件，先將前500字節的數據復制到臨時文件，再將600字節之后的所有內容復制到臨時文件； 2) 刪除原來的文件，并創建一個新文件，命名為 demo.mp4； 3) 將臨時文件中的所有數據復制到 demo.mp4。修改數據時，如果新數據和舊數據長度相同，那么設置好內部指針，直接寫入即可；如果新數據比舊數據長，相當于增加新內容，思路和插入數據類似；如果新數據比舊數據短，相當于減少內容，思路和刪除數據類似。實際開發中，我們往往會保持新舊數據長度一致，以減少編程的工作量，所以我們不再討論新舊數據長度不同的情況。 # 文件復制函數在數據的插入刪除過程中，需要多次復制文件內容，我們有必要將該功能實現為一個函數 ~~~ /** * 文件復制函數 * @param fSource 要復制的原文件 * @param offsetSource 原文件的位置偏移（相對文件開頭），也就是從哪里開始復制 * @param len 要復制的內容長度，小于0表示復制offsetSource后邊的所有內容 * @param fTarget 目標文件，也就是將文件復制到哪里 * @param offsetTarget 目標文件的位置偏移，也就是復制到目標文件的什么位置 * @return 成功復制的字節數 **/ long fcopy(FILE *fSource, long offsetSource, long len, FILE *fTarget, long offsetTarget){ int bufferLen = 1024*4; // 緩沖區長度 char *buffer = (char*)malloc(bufferLen); // 開辟緩存 int readCount; // 每次調用fread()讀取的字節數 long nBytes = 0; //總共復制了多少個字節 int n = 0; //需要調用多少次fread()函數 int i; //循環控制變量 fseek(fSource, offsetSource, SEEK_SET); fseek(fTarget, offsetTarget, SEEK_SET); if(len<0){ //復制所有內容 while( (readCount=fread(buffer, 1, bufferLen, fSource)) > 0 ){ nBytes += readCount; fwrite(buffer, readCount, 1, fTarget); } }else{ //復制len個字節的內容 n = (int)ceil((double)((double)len/bufferLen)); for(i=1; i<=n; i++){ if(len-nBytes < bufferLen){ bufferLen = len-nBytes; } readCount = fread(buffer, 1, bufferLen, fSource); fwrite(buffer, readCount, 1, fTarget); nBytes += readCount; } } fflush(fTarget); free(buffer); return nBytes; } ~~~ 該函數可以將原文件任意位置的任意長度的內容復制到目標文件的任意位置，非常靈活 ~~~ fcopy(fSource, 0, -1, fTarget, 0); ~~~ # 文件內容插入函數 ~~~ /** * 向文件中插入內容 * @param fp 要插入內容的文件 * @param buffer 緩沖區，也就是要插入的內容 * @param offset 偏移量（相對文件開頭），也就是從哪里開始插入 * @param len 要插入的內容長度 * @return 成功插入的字節數 **/ int finsert(FILE *fp, long offset, void *buffer, int len){ long fileSize = fsize(fp); FILE *fpTemp; //臨時文件 if(offset>fileSize || offset<0 || len<0){ //插入錯誤 return -1; } if(offset == fileSize){ //在文件末尾插入 fseek(fp, offset, SEEK_SET); if(!fwrite(buffer, len, 1, fp)){ return -1; } } if(offset < fileSize){ //從開頭或者中間位置插入 fpTemp = tmpfile(); fcopy(fp, 0, offset, fpTemp, 0); fwrite(buffer, len, 1, fpTemp); fcopy(fp, offset, -1, fpTemp, offset+len); freopen(FILENAME, "wb+", fp ); fcopy(fpTemp, 0, -1, fp, 0); fclose(fpTemp); } return 0; } ~~~ 代碼說明： 1) fsize() 是之前自定義的函數，用來獲取文件大小（以字節計）。 2) 第17行判斷數據的插入位置，如果是在文件末尾，就非常簡單了，直接用 fwrite() 寫入即可。 3) 如果從文件開頭或中間插入，就得創建臨時文件。 tmpfile() 函數用來創建一個臨時的二進制文件，可以讀取和寫入數據，相當于 fopen() 函數以"wb+"方式打開文件。該臨時文件不會和當前已存在的任何文件重名，并且會在調用 fclose() 后或程序結束后自動刪除。 # 文件內容刪除函數 ~~~ int fdelete(FILE *fp, long offset, int len){ long fileSize = getFileSize(fp); FILE *fpTemp; if(offset>fileSize || offset<0 || len<0){ //錯誤 return -1; } fpTemp = tmpfile(); fcopy(fp, 0, offset, fpTemp, 0); //將前offset字節的數據復制到臨時文件 fcopy(fp, offset+len, -1, fpTemp, offset); //將offset+len之后的所有內容都復制到臨時文件 freopen(FILENAME, "wb+", fp ); //重新打開文件 fcopy(fpTemp, 0, -1, fp, 0); fclose(fpTemp); return 0; } ~~~ freopen() 以"w+"方式打開文件時，如果有同名的文件存在，那么先將文件內容刪除，作為一個新文件對待。