如何在C语言中将二进制文件读入结构体

Question

我有一个名为product的结构体，我正在尝试从二进制文件中读取它以填充此函数：

void reading(FILE *fp){

  Product *obuff = malloc(sizeof(Product));
  fread(obuff->code, sizeof(obuff->code), 1, fp);
  fread(obuff->name, sizeof(obuff->name), 1, fp);
  fread(obuff->quantity, sizeof(obuff->quantity), 1, fp);
  fread(obuff->price, sizeof(obuff->price), 1, fp);   

  printf("%s %s %d %.2f\n", obuff.code, obuff.name, obuff.quantity, obuff.price);
}

当我尝试编译时，出现错误提示无法通过错误数据类型传递参数。是否有一种方法可以从二进制文件中读取结构，还是我在这里做错了什么？

结构体：

#pragma pack(2)
struct product {
   char code[15];
   char name[50];
   short int quantity;
   double price;
};
#pragma pack()

typedef struct product Product;

- s d

---

除非您从完全相同的“struct”和完全相同的系统（相同的ABI，相同的字节序）生成了文件，否则使用适当的移位和位运算进行编组是更好的方法。 - too honest for this site

将答案编辑到问题中并不是一个好的做法，因为对于第一次看到问题的人来说现在会变得混乱。最好的方法是撤销您的编辑，接受答案，然后发布一个关于新错误的新问题。顺便提一下，包括一个MCVE将获得更有用的答案。 - M.M

@M.M 我的错误。我现在会立即处理。 - s d

@sd，我认为你应该考虑更改被接受的答案。 - Antti Haapala -- Слава Україні

Answer 1

你需要传递指针才能使用fread()函数读取数据。

void reading(FILE *fp){

  Product *obuff = malloc(sizeof(Product));
  fread(&obuff->code, sizeof(obuff->code), 1, fp);
  fread(&obuff->name, sizeof(obuff->name), 1, fp);
  fread(&obuff->quantity, sizeof(obuff->quantity), 1, fp);
  fread(&obuff->price, sizeof(obuff->price), 1, fp);

  printf("%s %s %d %.2f\n", obuff->code, obuff->name, obuff->quantity, obuff->price);
  free(obuff); /* free whatever you allocated after finished using them */
}

- MikeCAT

---

哦，我明白了。谢谢你。它能够编译通过，但是当我执行它时，在 fread 语句的 obuff->name 附近会出现分段错误。 - s d

@sd 你用过valgrind吗？它非常容易使用，当你遇到segfaults时我强烈推荐使用。在这种情况下，我认为你遇到了一些堆栈或堆的损坏（意味着segfault的原因位于你提供的代码之外），或者你在欺骗printf，告诉它obuff->code和obuff->name是字符串，而实际上它们不是（就我们看到的而言）。 - autistic

Answer 2

这段代码存在几个问题。其中一些问题将导致编译失败，而其他问题可能会导致不稳定的行为。由于不稳定的行为可能不容易被注意到，因此我将首先解决这个问题。

---

在尝试使用 malloc 返回值之前，您应始终检查它。 例如:

Product *obuff = malloc(sizeof *obuff);
if (obuff == NULL) {
    /* obuff can't be used because allocation failed */
    return;
}

回复内容存在敏感词^**$、realloc或calloc分配的内存时，可以通过使用free来避免内存泄漏...

另一个相关的问题是，除非fread的返回值表示成功，否则不应使用obuff->code、name、quality和price的值。

---

fread(&obuff->code, sizeof(obuff->code), 1, fp);
fread(&obuff->name, sizeof(obuff->name), 1, fp);

这将编译，但是您不需要和事实上不应该在此处使用“&”符号。表达式“obuff->code”和“&obuff->code”都指向同一位置（因为“obuff->code”是一个数组），但它们指向的对象类型不同；“obuff->code”指向数组的第一个字节，而“&obuff->code”指向整个数组。

---

fread(&obuff->quantity, sizeof(obuff->quantity), 1, fp);
fread(&obuff->price, sizeof(obuff->price), 1, fp);  

这将编译通过，并且为了澄清，在这里你确实需要使用“&”符号，但是需要说明的是，在不同的系统上，short int和double可能具有不同的表示形式。你需要通过对这些字段进行串行化来形成文件中一致的表示形式。串行化是一个冗长的主题，更适合放在软件设计书的章节中进行讨论，所以为了简洁起见，我将继续进行，除非在此处提出进一步的具体问题。

---

#pragma pack(2)

这是不可移植的，在您提供的代码中没有真正的需要。

---

printf("%s %s %d %.2f\n", obuff.code, obuff.name, obuff.quantity, obuff.price);

预期%s对应一个字符串指针；字符串是以第一个'\0'字符结尾的字符序列。但是，您的代码没有显式分配任何'\0'字符，因此我们无法保证obuff.code和obuff.name 是字符串。如果它们不是，行为是未定义的（或者如我所描述的那样不稳定）。也许您想使用%15s和%50s分别表示它们可能是字符串，但如果不是，有最大长度吗？

这也是编译错误的来源。请注意，在之前的代码片段中，您引用了obuff->code、obuff->name等内容，而在此片段中，您引用了obuff.code等内容。点运算符（.）用于访问结构体的字段，而箭头运算符（->）用于访问指向的结构体的字段……也许您在这里应该使用箭头运算符？

- autistic

---

为什么我们不应该在 obuff->code 前使用 &？我认为将指针传递给整个数组是一个好习惯，因为参数表明 fread() 应该读取大小为 sizeof(obuff->code) 的 一个 元素，这应该意味着整个数组。 - MikeCAT

另外，为什么不停止使用 malloc()，而是直接使用常规变量，如 Product obuff;？ - MikeCAT

@MikeCAT 这是一个不必要的字符，我们应该教导人们何时何地需要使用取地址运算符，而不是因为 魔法 而教导人们在 fread 中总是使用取地址运算符。关于您提出的 malloc 建议，您提出了一个很好的观点；在这种情况下，应当明确使用自动存储期。 - autistic

@MikeCAT 考虑一下在这里使用取地址运算符可能会错误地转换为在诸如 scanf 和 fgets 这样的函数中使用取地址运算符，其中提供错误类型的参数可能会导致警告或错误消息。如果出现警告，我们应该教导人们分析它们，而不是“哦，我被教导总是使用取地址运算符，那编译器知道什么？”这是我们可以通过教导人们何时需要以及何时不需要使用 & 来避免的错误类型。 - autistic

在使用&与数组盲目结合时，还会遇到另一个问题，即有人可能以为应该“将其用于函数参数中的Product foo[]变量，因为它也是一个‘数组’”。 - Antti Haapala -- Слава Україні

Answer 3

正如http://www.tutorialspoint.com/c_standard_library/c_function_fread.htm所引用的那样，您必须传递指向fread的指针：

 size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream)

你传递给 fread 的第一个参数不是指针类型；

 fread(obuff->code ...

- D. Johnson

---

obuff->code 确实不是指针，但它是一个数组... 表示数组的表达式将被隐式转换为指向数组第一个元素的指针。你使用的参考资料既不权威（请使用 opengroup 或三个 C 标准之一），也没有树立良好的榜样（在示例中忽略了 fopen 的返回值并打印了一个潜在的非字符串作为字符串，这两者都会导致常见的问题，在 StackOverflow 上被问到）。你在读哪本书？我可以推荐 K&R 2E。 - autistic

Answer 4

请注意fread()函数的定义，第一个参数需要是指针；另外一个小错误是我们需要使用“->”来获取printf()函数中的元素。

以下是我的修改：

void reading(FILE *fp){

  Product *obuff = malloc(sizeof(Product));
  fread(obuff->code, sizeof(obuff->code), 1, fp);
  fread(obuff->name, sizeof(obuff->name), 1, fp);
  fread(&obuff->quantity, sizeof(obuff->quantity), 1, fp);
  fread(&obuff->price, sizeof(obuff->price), 1, fp);   

  printf("%s %s %d %.2f\n", obuff->code, obuff->name, obuff->quantity, obuff->price);
}

- Johnson137