Linux下用C语言fopen、fread和fwrite函数对二进制文件的操作

一、前言

在做一个镜头的初始化操作，需要加载一个648*522像素大小的文件，厂商提供的是一个excel表，如果要加载数据，可用加载txt文本的方式，我选用二进制方式加载文件；大家都知道电脑真正执行的不是高级语言，而是0和1的二进制文件，而且不管你是几维的数据，存放计算机内存上的数据是一维，而且按一定顺序执行下来（虽然操作系统原理介绍到在宏观上有并行处理，但微观上还是串行执行的）。所以直接加载二进制文件效率是最高的，摒弃了数据转换所涉及的一个资源开销，有时候还会有精度损失。

二、操作二进制文件相关的函数

操作二进制的相关函数，引用标准库头文件

#include <stdio.h>

/*
* @fopen 该函数打开一个特定的文件，并返回一个流于该文件进行关联；
* @param name：打开文件或者一个设备的名称；
*        mode：提示打开文件的方式;
*             ①文本文件： 读取：“r”，写入“w”，添加“a”；
*             ②二进制文件：读取：“rb”，写入“wb”，添加“ab”；
*             读取mode：要求所打开的文件一定要存在；
*             写入mode：当打开的文件不存在，程序会新建一个文件；但打开的文
*                      件存在，会删除原始内容重新写入数据；
*             添加mode：当打开的文件不存在，程序会新建一个文件；但打开的文
*                      件存在，在原始内容上继续添加内容；
* @return fopen函数的返回FILe*类型，成功返回非NULL
*/

FILE* fopen(char const *name, char const *mode);
/*
* @fclose  关闭流函数；
* @param   fp：所要关闭的流；
* @return  fclose在文件关闭之前刷新缓冲区，成功执行返回零值，失败返回EOF；
*/

int fclose（FILE* fp）

/*
* @fread  二进制文件读取函数
* @param  buffer：读取的数据所存放内存位置的指针；
*         size：  缓冲区每个元素的Byte数，可用sizeof（类型）判断；
*         count： 读取数据的元素个数；
*         stream：要读取的数据流
* @return fread返回实际读取元素的数目（非字节数，由读取每个元素的类型决定）
*/
size_t fread(void *buffer, size_t size, size_t count, FILE* stream);

三、程序测试

1、数据源的获取

excel的数据源如下图，从红色标示可以看出数据庞大，30多万的数据：



把excel的数据导成txt文件；



再把txt文件用工具转换成二进制文件；

2、测试main函数

#include <stdio.h>
//#include <stdlib.h>//用linux环境的gcc4.6.2编译，没有此头文件在分配动态内存时会警告malloc与free不兼容的问题

#define COL 522//数据的列
#define ROW 648//数据的行

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

FILE * fp = NULL;//定义先赋值为NULL
unsigned char *buf;
int ret, i= 1;

//分配动态内存保存读取二进制文件的数据，因为每个点的值在0~255之间(0~1111 1111)，用8位bit的char型即可;
buf = (unsigned char *)malloc(ROW*COL*sizeof(char));

//打开二进制文件，选取相应的模式，我的STD6DDAC.BIN二进制文件放在LINUX系统的/opt/目录下；
fp = fopen("/opt/STD6DDAC.BIN", "rb");
if( NULL == fp ){
return (-1);
}

//读取文件，并返回所读取char型数据元素的个数；
ret = fread(buf, sizeof(unsigned char), ROW*COL, fp);
if(ret < 0){
printf("read data error!\n");
}
printf("The value of ret is:%d\n", ret);

//读取前100个数据，可以打印上面数据源的100个数据
printf("Read the first 100 data______\n");
for(i = 0;i < 100;i++){
printf("%d\t", buf[i]);
if((i+1)%10 == 0){
printf("\n");
}
}
//判断数据是否完整，读取后100个数据基础上并多读2个数据；
printf("Read more than two data more than last 100 data___\n");
for(i = ROW*COL-100;i < ROW*COL+2;i++){
printf("%d\t", buf[i]);
if((i+1)%10 == 0){
printf("\n");
}
}
printf("\n");
fclose(fp);//关闭文件，避免内存泄露或下次访问出错；
fp = NULL;//文件指针指向空，避免出现游离指针；
free(buf)；//释放所开辟的动态内存；
return 0;
}

3、测试结果

可以看到读取的数据元素个数为：338256 = 648*522；所以在打开文件或者读取数据之后，千万千万一定一定要加判断，可以查看程序是否操作成功，为调试代码提供不了不少方便；而且前面前面的数据与上面excel中数据源完全匹配（由excel数据太多，右端的部分数据显示不出来），而读取超出338256个数据之后的2个数据，完全是0，可以判断读取二进制文件的数据时成功的。fwrite()函数就不用细说了，原理跟fread()类似，只是一个是写入，一个是读取；