c - 使用 unistd.h 读取和写入结构读/写

Question

我正在学习 UNIX 编程，并正在尝试读/写系统调用。 我有一个包含一对整数的文件:

4 5

我编写了这段代码来读取数字:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

typedef struct prova {
    int first;
    int second;
} prova_t;

int main(void) {
    int fd;
prova_t origin;
prova_t result;
ssize_t bytes_read;
size_t nbytes;

fd = open("file.bin", O_WRONLY | O_CREAT);
origin.first = 24;
origin.second = 3;
write(fd, &origin, sizeof(prova_t));
close(fd);


fd = open("file.bin", O_RDONLY);
nbytes = sizeof(prova_t);
/* 1.BAD */
bytes_read = read(fd, &result, nbytes);
write(STDOUT_FILENO, &(result.first), sizeof(int));
write(STDOUT_FILENO, &(result.second), sizeof(int));
close(fd);

    /* 2.GOOD */
    nbytes = sizeof(int);
    bytes_read = read(fd, &(result.first), nbytes);
    write(STDOUT_FILENO, &(result.first), bytes_read);
    bytes_read = read(fd, &(result.second), nbytes);
    write(STDOUT_FILENO, &(result.second), bytes_read);

    return 0;
}

在我的第一次尝试中，我尝试从文件中读取整个结构并将其成员写入标准输出。这样，除了数字之外，我还得到了一些奇怪的字符

4 5
E�^�

在第二次尝试中，我一一读取了数字，输出没有任何问题。

有没有办法使用第一种方法来读写结构体？

编辑:我更新了代码以反射(reflect)其他用户的建议，但仍然得到奇怪的字符而不是数字

Answer 1

首先，让我们进行十六进制转储以查看文件中实际存储的内容。

hexdump -C b.txt 或 od -t x2 -t c b.txt 是两个示例(od 表示八进制转储，更常见，但输出不太漂亮我的意见)

00000000  34 20 35 0a                                       |4 5.|
00000004

这就是文件创建为 ASCII 文本文件时的样子(例如使用 vi 等文本编辑器)。您可以使用 man ascii 来仔细检查十六进制值。

现在，如果您有一个仅包含两个 8 位字节的二进制文件，按照系统的 native 字节顺序(例如 x86 的小端序，MIPS、PA-RISC、680x0 的大端序)，那么十六进制转储将如下所示:

00000000  04  05                                            |..|
00000004

这是创建(打开和写入)二进制文件并将其读回的代码。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <stdint.h>     /* uint32_t */
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>

/* User has read & write perms, group and others have read permission */ 
const mode_t mode = S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH;

typedef struct prova {
   uint32_t first;
   uint32_t second;
} prova_t;

#define FILENAME "file.b"

/* 'Safe' write */
int safewrite( int fd, const void *p, size_t want) {
   int ret;

   errno = 0;
   while (want) {
      ret = write(fd, (uint8_t *)p, want);
      if (ret <= 0) {
         if (errno != EINTR && errno != EAGAIN) {
            return -1;
         }
         errno = 0;
         continue;
      }
      want -= ret;
      p = (uint8_t*) p + ret;
   }
   return 0;
}

int saferead(int fd, const void *p, size_t want) {
   int ret;

   errno = 0;
   while (want) {
      ret = read(fd, (uint8_t*)p, want);
      if( ret == 0 )
         return -1;  /* EOF */
      if (ret <= 0) {
         if( errno != EINTR && errno != EAGAIN ) {
            return -1;
         }
         errno = 0;
         continue;
      }
      want -= ret;
      p = (uint8_t*) p + ret;
   }
   return 0;
}


int main(int argc, char **argv) {
   int fd;
   prova_t result;
   size_t nbytes;

   /* Create file */
   fd = creat(FILENAME, mode);
   if (fd < 0) {
      fprintf(stderr, "Unable to open " FILENAME ": %s\n",
            strerror(errno));
      exit(EXIT_FAILURE);
   }
   nbytes = sizeof(prova_t);

   result.first = 4;
   result.second = 5;

   if (0 != safewrite(fd, &result, nbytes)) {
      fprintf(stderr, "Unable to write to " FILENAME ": %s\n",
            strerror(errno));
      exit(EXIT_FAILURE);
   }

   close(fd);
   fd = -1;

   /* Reopen and read from binary file */
   fd = open(FILENAME, O_RDONLY);
   nbytes = sizeof(prova_t);

   if (0 != saferead(fd, &result, nbytes)) {
      fprintf(stderr, "Unable to read file \"" FILENAME "\": %s\n",
            strerror(errno));
      exit(EXIT_FAILURE);
   }
   close(fd);

   printf( "Read: %d %d (%#.02x%.02x)\n",
         result.first, result.second,
         result.first, result.second);

   return EXIT_SUCCESS;
}

现在数据文件内容如下所示:

00000000  04 00 00 00 05 00 00 00                           |........|
00000008

因为整数被指定为 32 位整数(32 位/每字节 8 位 = 4 字节)。我使用的是 64 位系统(little endian，x86)，因此我想明确一点，以便您的结果应该匹配(假设是little-endian)。