5.1 C/C++ 使用文件与指针

发表于 2023-08-05 更新于 2023-10-10 分类于《灰帽黑客：攻守道》

C/C++语言是一种通用的编程语言，具有高效、灵活和可移植等特点。C语言主要用于系统编程，如操作系统、编译器、数据库等；C语言是C语言的扩展，增加了面向对象编程的特性，适用于大型软件系统、图形用户界面、嵌入式系统等。C/C++语言具有很高的效率和控制能力，但也需要开发人员自行管理内存等底层资源，对于初学者来说可能会有一定的难度。

读文件并输出内容: 逐个字符读取文件中的数据,直到遇到EOF结束标志是停止输出.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int Read_File(FILE *fp)
{
  if (fp == NULL)
    return 0;

  char ch;
  // while ((ch = fgetc(fp)) != EOF)
  while (!feof(fp))
  {
    ch = fgetc(fp);
    if (feof(fp))
      break;
    printf("%c", ch);
  }
}

int main(int argc, char* argv[])
{
  FILE *fp = fopen("c:/lyshark.log", "r");

  Read_File(fp);

  system("pause");
  return 0;
}

堆空间读取数据: 首先我们将数据读入到自己分配的堆空间中,然后直接输出堆空间中的字符串.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char* argv[])
{

  FILE *fp = fopen("c:/lyshark.log", "r");

  char *buffer = malloc(sizeof(char)* 1024);

  while (feof(fp) == 0)
  {
    memset(buffer, 0, 1024);
    fgets(buffer, 1024, fp);
    printf("%s", buffer);
  }

  system("pause");
  return 0;
}

一种特殊的文件操作: 这里我们举一个批量执行命令的案例,并通过格式化输出到缓冲区中.

#include <stdio.h>

int main(int argc, char* argv[])
{
  char buffer[4096];
  FILE *fi = _popen("ipconfig", "r");
  while (fgets(buffer, 4096, fi) != NULL){
    fprintf(stdout, "%s", buffer);
  }
  system("pause");
  return 0;
}

写入字符串到文件: 将一个字符串写入到文件中,每次调用Write_File都可以写入一段字符串.

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

int Write_File(char *path, char *msg)
{
  FILE *fp = fopen(path, "a+");
  if(fp== NULL) return -1;

  char ch, buffer[1024];

  int index = 0;
  while (msg[index] != '\0')
  {
    fputc(msg[index], fp);
    index++;
  }
  fclose(fp);
  return 1;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
  for (int x = 0; x < 10; x++)
    Write_File("c:/lyshark.log", "hello lyshark\n");

  system("pause");
  return 0;
}

实现动态数据存储(VIM): 通过循环实现动态接收用户输入数据,直到用户输入exit()命令后,才会停止程序运行.

#include <stdio.h>

int main(int argc, char* argv[])
{
  FILE * fp = fopen("c:/lyshark.log", "w");
  if (fp == NULL)
    return -1;

  char buf[1024];
  while (1)
  {
    memset(buf, 0, 1024);
    fgets(buf, 1024, stdin);
    if (strncmp("exit()", buf, 6) == 0)
      break;

    int index = 0;
    while (buf[index] != '\0')
      fputc(buf[index++], fp);
  }

  fclose(fp);
  system("pause");
  return 0;
}

创建临时文件: 通过调用tmpfile()命令就可以实现创建临时文件,该文件在程序结束后会自动释放.

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
  FILE *temp;
  char c;
  if ((temp = tmpfile()) != NULL)
  {
    fputs("hello lyshark\n", temp); // 向临时文件中写入要求内容
  }
  rewind(temp);                       // 文件指针返回文件首
  while ((c = fgetc(temp)) != EOF)    // 读取临时文件中内容
    printf("%c", c);
  fclose(temp);
  return 0;
}

重命名文件: 重命名文件则可以调用rename()这条命令,但需要提前打开文件后才能操作.

#include <stdio.h>

int Rename_File(char *src_name, char *dst_name)
{
  FILE *fp = fopen(src_name, "r");
  if (fp != NULL)
  {
    rename(src_name, dst_name);
    fclose(fp);
  }
  return 0;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
  Rename_File("c:/test.log", "c:/lyshark.log");

  system("pause");
  return 0;
}

删除特定文件: 时拿出文件则使用remove()函数即可,删除成功返回1,失败返回0.

#include <stdio.h>

int Delete_File(char *file_name)
{
  FILE *fp;

  if ((fp = fopen(file_name, "r")) != NULL)
    fclose(fp);
  remove(file_name);

  if ((fp = fopen(file_name, "r")) == NULL)
    return 1;
  return 0;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
  Delete_File("c:/lyshark.log");

  system("pause");
  return 0;
}

实现小文件拷贝: 小文件的拷贝我们可以使用逐个字节的方式拷贝,这种方式拷贝较慢,且拷贝资源时大量占用栈空间.

#include <stdio.h>

int Copy_File(const char *src,const char *dst)
{
  FILE *src_file = fopen(src, "rb");
  FILE *dst_file = fopen(dst, "wb");

  if (src_file == NULL || dst_file == NULL)
    return - 1;

  char buffer;

  while (fread(&buffer,sizeof(char),1,src_file) != 0)
  {
    fwrite(&buffer, sizeof(char), 1, dst_file);
  }

  fcloseall();
  return 1;
}

int main(int argc, char * argv[])
{
  Copy_File("c:/test.exe", "c:/lyshark.exe");

  system("pause");
  return 0;
}

实现大文件拷贝: 如果是大文件的拷贝,我们将不能使用栈来传递数据,我们需要开辟堆空间,来实现拷贝.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int Copy_File(const char *src, const char *dst)
{
  FILE *src_file = fopen(src, "rb");
  FILE *dst_file = fopen(dst, "wb");

  if (src_file == NULL || dst_file == NULL)
    return -1;

  char *buffer;

  buffer = (char *)malloc(sizeof(char)* 1024);   // 开辟一段堆空间
  memset(buffer, 0, 1024);                       // 对该空间进行初始化

  while (fread(buffer, sizeof(char), 1024, src_file) != 0)
  {
    fwrite(buffer, sizeof(char), 1024, dst_file);
    memset(buffer, 0, 1024);
  }

  free(buffer);
  fcloseall();
  return 1;
}

int main(int argc, char * argv[])
{
  Copy_File("c:/test.exe", "c:/lyshark.exe");
  system("pause");
  return 0;
}

实现两个文件的合并: 将两个文本文件中的内容aaa.log合并到bbb.log中.

#include <stdio.h>

int Merge_File(const char *src, const char *dst)
{
  FILE *src_file = fopen(src, "r");
  FILE *dst_file = fopen(dst, "a+");

  if (src_file == NULL || dst_file == NULL)
    return -1;

  char buffer;
  fseek(dst_file, 0, SEEK_END);

  buffer = fgetc(src_file);
  while (!feof(src_file))
  {
    fputc(buffer, dst_file);
    buffer = fgetc(src_file);
  }
  fcloseall();
  return 1;
}

int main(int argc, char * argv[])
{
  Merge_File("c:/aaa.log", "c:/bbb.log");
  system("pause");
  return 0;
}

读取文件总行数: 使用该方法可实现统计指定文件中文件的存在行数,该函数并未过滤特殊字符.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int Get_File_Line(FILE *fp)
{
  if (fp == NULL) return -1;

  char buffer[4096] = { 0 };
  int line = 0;

  while (fgets(buffer, 4096, fp) != NULL)
    ++line;
  // 恢复指针起始位置
  fseek(fp, 0, SEEK_SET);
  return line + 1;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
  FILE *fp = fopen("c:/lyshark.log", "r");

  int line = Get_File_Line(fp);
  printf("文件总行数: %d \n", line);

  system("pause");
  return 0;
}

读取文件有效行数: 这个案例我们在上面的代码上稍加修改就能实现,我们主要筛选出符合规范的行.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 该方法用于逐行验证是否符合规范
// 规范: 开头不能是#以及空白行,字符中必须存在:冒号.
int Verification(const char *buf)
{
  if (buf[0] == '#' || buf[0] == '\n' || strchr(buf, ':') == NULL)
    return 0;
  return 1;
}

// 实现获取文件中符合要求的行数量
int Get_File_Line(FILE *fp)
{
  char buffer[1024] = { 0 };
  int index = 0;

  while (fgets(buffer, 1024, fp) != NULL)
  {
    if (!Verification(buffer))    // 验证是否符合要求
      continue;                 // 不符合则跳过本次循环
    memset(buffer, 0, 1024);      // 符合则先来初始化内存
    index++;
  }
  fseek(fp, 0, SEEK_SET);
  return index;
}

int main(int argc, char * argv[])
{
  FILE *fp = fopen("c:/conf.ini", "r");
  int line = Get_File_Line(fp);           // 获取文件有效行
  printf("有效行: %d \n", line);          // 输出符合要求的行数

  system("pause");
  return 0;
}

实现获取文件大小: 此处的文件大小指的是文件在磁盘中所占用的物理存储单位.

#include <stdio.h>

int Get_File_Size(const char *file_name)
{
  FILE *fp;
  long file_size;

  if (fp = fopen(file_name, "r"))
  {
    fseek(fp, 0, SEEK_END);
    file_size = ftell(fp);
    fcloseall();
    return file_size;
  }
  return 0;
}

int main(int argc, char * argv[])
{
  long ret = Get_File_Size("c:/lyshark.exe");
  printf("文件大小是: %d 字节 \n", ret/1024);

  system("pause");
  return 0;
}

获取文本中每行字符数: 统计指定的文本中,每行数据的字符数量.

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

// 获取文件总行数
int Get_File_Line(FILE *fp)
{
  if (fp == NULL) return -1;

  char buf[1024] = { 0 };
  int line = 0;
  while (fgets(buf, 1024, fp) != NULL)
  {
    ++line;
  }
  fseek(fp, 0, SEEK_SET);
  return line;
}

// 输出每行中字符数量
void MyPrint(FILE *fp,char **ptr,int len)
{
  char buffer[2048] = { 0 };
  int index = 0;

  while (fgets(buffer, 2048, fp) != NULL)
  {
    int cur_len = strlen(buffer) + 1; // 获取每行数据长度

    printf("文件行: %d --> 该行字符数: %d \n", index + 1, cur_len);
    index++;
    memset(buffer, 0, 2048);
  }
}

int main(int argc, char * argv[])
{
  FILE *fp = fopen("c:/conf.ini", "r");
  int len = Get_File_Line(fp);

  char **ptr = malloc(sizeof(char *)* len);   // 分配行数取决于文件行数

  MyPrint(fp, ptr, len);                      // 输出每行中的字符数量

  system("pause");
  return 0;
}

实现文件加解密: 此处对二进制字符进行异或操作得到,第一次调用函数可加密,第二次调用函数实现解密.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int encrypt(char *src_file, char *dst_file, char *passwd)
{
  FILE *fp_src = fopen(src_file, "rb");
  FILE *fp_dst = fopen(dst_file, "wb");

  if (fp_src == NULL || fp_dst == NULL)
    return - 1;
  char ch;

  while (!feof(fp_src))
  {
    ch = fgetc(fp_src);
    if (feof(fp_src))
      break;

    ch = ch ^ *(passwd); // 使用密码对目标进行异或操作
    fputc(ch, fp_dst);   // 将字符串写入到目标文件中
  }

  fclose(fp_src);
  fclose(fp_dst);
  return 1;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
  int encode_ret = encrypt("c:/lyshark.log", "c:/encode.log", "1233");
  if (encode_ret == 1)
    printf("加密完成 \n");

  int decode_ret = encrypt("c:/encode.log", "c:/decode.log", "1233");
  if (decode_ret == 1)
    printf("解密完成 \n");

  system("pause");
  return 0;
}

实现格式化读写: 两个函数fprintf()/fscanf()分别实现对数据的格式化读取与格式化写入.

#include <stdio.h>

struct Student
{
  int uid;
  char name[20];
  int age;
};

void write()
{
  FILE *fp = fopen("c://lyshark.log", "wt+");

  struct Student stu[3] = {
    { 1001, "admin", 22 },
    { 1002, "guest", 33 },
    { 1003, "uroot", 12 },
  };

  // 将数据格式化输出到文本中保存
  for (int x = 0; x < 3; x++)
    fprintf(fp, "%d %s %d \n", stu[x].uid, stu[x].name, stu[x].age);
  fclose(fp);
}

void read()
{
  struct Student stu;

  FILE *fp = fopen("c://lyshark.log", "r");

  while (fscanf(fp, "%d %s %d \n", &stu.uid, &stu.name, &stu.age) != EOF)
  {
    printf("UID: %d --> Name: %s --> Age: %d \n", stu.uid, stu.name, stu.age);
  }

  /* 此处的方法也可以实现
  while (fgets(buffer, 1024, fp) != NULL)
  {
  sscanf(buffer,"%d %s %d \n", stu.uid, stu.name, stu.age);
  index++;
  }
  */
}

int main(int argc, char* argv[])
{
  write();
  read();

  system("pause");
  return 0;
}

实现结构随机读写: 我们可以通过文件操作将结果数据写入文件,然后通过fseek()移动指针来遍历结构数据.

#include <stdio.h>

struct Student
{
  int uid;
  char name[20];
  int age;
};

void Write()
{
  struct Student stu[3] = {
    { 1001, "admin", 22 },
    { 1002, "guest", 33 },
    { 1003, "uroot", 12 },
  };

  FILE *fp = fopen("c://lyshark.log", "wb+");

  /* 第一种写入文本的方式
  for (int x = 0; x < 3; x++)
  fprintf(fp, "%d %s %d \n", stu[x].uid, stu[x].name, stu[x].age);
  fclose(fp);
  */

  // 随机读写
  fwrite(stu, sizeof(struct Student), 3, fp);   // 写入三条数据
  fclose(fp);
}

int main(int argc, char* argv[])
{
  Write();    // 调用函数,写入测试数据

  struct Student p;
  FILE *fp = fopen("c://lyshark.log", "rb+");

  fseek(fp, sizeof(struct Student), SEEK_SET);        // 移动文件指针,到下一个结构
  fread(&p, sizeof(struct Student), 1, fp);           // 读取数据
  printf("UID: %d ---> Name: %s \n", p.uid, p.name);  // 输出读取到的数据

  fread(&p, sizeof(struct Student), 1, fp++);         // 读取下一个数据
  printf("UID: %d ---> Name: %s \n", p.uid, p.name);  // 输出读取到的数据

  system("pause");
  return 0;
}

实现数组块读写: 将数组通过文件写入到磁盘中保存,然后再从磁盘中将其取出来.

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>

int main(int argc, char* argv[])
{
  int Array[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };

  // 将数组写入到文件中保存
  FILE *write = fopen("c://list.log", "wb");
  fwrite(Array, sizeof(int), 10, write);
  fclose(write);

  // -----------------------------------------------
  // 从文件中读取数组元素
  FILE *read = fopen("c://list.log", "rb");

  int NewArray[10] = { 0 };
  int index = 0;

  while (!feof(read))
  {   // 将数据逐个读取到数组中存储.
    fread(&NewArray[index], sizeof(int), 1, read);
    index++;
  }
  fclose(read);

  // 循环打印出数组元素
  for (int x = 0; x < 10; x++)
    printf("%d \n", NewArray[x]);

  system("pause");
  return 0;
}

实现结构块读写: 在定义结构块的时候,不应使用指针变量,因为指正无法被转储到文件中.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

struct Student
{
  int uid;
  char name[30];
  int age;
};

// 保存结构到文件中
int Save_Struct(struct Student *ptr, int len)
{
  FILE *fp = fopen("c:/save.log", "wb");
  if (fp == NULL)
    return -1;

  for (int x = 0; x < len; x++)
  {
    fwrite(&ptr[x], sizeof(struct Student), 1, fp);
  }
  fclose(fp);
  return 0;
}

// 从文件中加载结构
int Load_Struct(struct Student *ptr)
{
  FILE *fp = fopen("c:/save.log", "rb");
  if (fp == NULL)
    return -1;
  int index = 0;

  while (!feof(fp))
  {
    fread(&ptr[index], sizeof(struct Student), 1, fp);
    index++;
  }
  fclose(fp);
  return 0;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
  struct Student stu[3] = {
    { 1001, "admin", 22 },
    { 1002, "guest", 33 },
    { 1003, "root", 12 },
  };

  Save_Struct(&stu, 3);  // 保存文件

  // 将输入读取到read_stu结构中
  struct Student read_stu[3];
  Load_Struct(&read_stu);

  for (int x = 0; x < 3; x++)
    printf("UID: %d --> Name: %s --> Age: %d \n", read_stu[x].uid, read_stu[x].name, read_stu[x].age);

  system("pause");
  return 0;
}

针对文件内容的排序: 首先将文件格式化读取到堆中,然后排序,排序完成以后再次会写到文件中.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

// 先来生成一些测试数据
void Random()
{
  srand((unsigned int)time(NULL));
  FILE *fp = fopen("c:/lyshark.log", "w");
  if (!fp)
    return -1;

  for (int x = 0; x < 10000; x++)
  {
    fprintf(fp, "%d\n", rand() % 1000 + 1);
  }
  fcloseall();
}

int main(int argc, char * argv[])
{
  FILE *fp = fopen("c:/lyshark.log", "r");
  if (!fp)
    return -1;

  // 动态的分配堆空间,此处分配10000个int空间
  int *ptr = (int *)malloc(sizeof(int)* 10000);

  // 读取数据,并动态放入堆空间中.
  for (int x = 0; x < 10000; x++)
    fscanf(fp, "%d\n", &ptr[x]);

  // 使用冒泡排序,对堆空间进行排序
  for (int x = 0; x < 10000; x++)
  {
    for (int y = 0; y < 10000 - x - 1; y++)
    {
      if (ptr[y] > ptr[y + 1])
      {
        int tmp = ptr[y];
        ptr[y] = ptr[y + 1];
        ptr[y + 1] = tmp;
      }
    }
  }

  fcloseall();

  // 排序完成后,开始写入数据
  FILE *fp1 = fopen("c:/lyshark.log", "w");
  if (!fp1)
    return -1;

  for (int x = 0; x < 10000; x++)
    fprintf(fp1, "%d\n", ptr[x]);

  fcloseall();
  free(ptr);

  system("pause");
  return 0;
}

实现配置文件解析: 这里我们定义一个配置文件,格式为username:root,然后通过编程实现遍历指定的key=value键值对.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 配置文件数组
struct ConfigInfo
{
  char key[64];
  char val[128];
};

// 判断数据是否符合规则
int isvald(const char *buf)
{
  if (buf[0] == '#' || buf[0] == '\n' || strchr(buf, ':') == NULL)
    return 0;
  return 1;
}

// 获取有效行
int get_line(FILE *fp)
{
  char buffer[1024] = { 0 };
  int index = 0;

  while (fgets(buffer, 1024, fp) != NULL)
  {
    if (!isvald(buffer))
      continue;
    memset(buffer, 0, 1024);
    index++;
  }
  fseek(fp, 0, SEEK_SET);
  return index;
}

// 加载有效行,到内存栈地址
void load(const char *path, char **data, int *len)
{
  FILE *fp = fopen(path, "r");

  int line = get_line(fp);      // 获取有效行
  char **tmp = malloc(sizeof(char *)* line);   // 给每行开辟空间

  char buf[1024] = { 0 };
  int index = 0;

  while (fgets(buf, 1024, fp) != NULL)
  {
    if (!isvald(buf))
      continue;

    tmp[index] = malloc(strlen(buf) + 1);
    strcpy(tmp[index], buf);
    memset(buf, 0, 1024);
    ++index;
  }

  *data = tmp;  // 返回结构数据
  *len = line;  // 返回有效行数
  fcloseall();
}

// 解析配置文件,data = 结构数据 len = 结构数量 key = 待查找字符串
char * parser(char **data, int len, struct ConfigInfo **info, char *key)
{
  struct ConfigInfo *tmp = malloc(sizeof(struct ConfigInfo) * len);
  memset(tmp, 0, sizeof(struct ConfigInfo) * len);

  for (int x = 0; x < len; x++)
  {
    char *pos = strchr(data[x], ':');

    strncpy(tmp[x].key, data[x], pos - data[x]);     // 拷贝key
    strncpy(tmp[x].val, pos + 1, strlen(pos + 1) - 1);   // 拷贝val

    printf("key: %s --> val: %s \n", tmp[x].key, tmp[x].val);
    // 判断如果我们要找的key = my[x].key 则找到了,直接返回
    if (strcmp(key, tmp[x].key) == 0)
      return tmp[x].val;
  }

  // 释放文件
  for (int y = 0; y < len; ++y)
  {
    if (data[y] != NULL)
      free(data[y]);
  }
}

int main(int argc, char * argv[])
{
  char *data = NULL;
  struct ConfigInfo *info = NULL;
  int lines = 0;

  load("c:/conf.ini", &data, &lines);

  char * username = parser(data, lines, &info, "username");
  printf("读取到 username 变量中的值: %s \n", username);

  char * password = parser(data, lines, &info, "password");
  printf("读取到 password 变量中的值: %s \n", password);

  system("pause");
  return 0;
}