读取文件并填充结构体

Question

我有一个以下定义的结构体：

typedef struct myStruct{
    int a;
    char* c;
    int f;
} OBJECT;

我能够填充这个对象并将其写入文件，但是我无法读取其中的char* c值......在尝试读取时，它会给我一个分段错误。我的代码有什么问题吗？

//writensave.c

#include "mystruct.h"
#include <stdio.h>
#include <string.h>


#define p(x) printf(x)

int main()
{
    p("Creating file to write...\n");
    FILE* file = fopen("struct.dat", "w");
    if(file == NULL)
    {
        printf("Error opening file\n");
        return -1;
    }

    p("creating structure\n");
    OBJECT* myObj = (OBJECT*)malloc(sizeof(OBJECT));
    myObj->a = 20;
    myObj->f = 45;
    myObj->c = (char*)calloc(30, sizeof(char));
    strcpy(myObj->c, 
        "This is a test");
    p("Writing object to file...\n");
    fwrite(myObj, sizeof(OBJECT), 1, file);
    p("Close file\n");
    fclose(file);
    p("End of program\n");
    return 0;       
}

这是我正在尝试阅读它的方式：

//readnprint.c
#include "mystruct.h"
#include <stdio.h>
#define p(x) printf(x)
int main()
{   
    FILE* file = fopen("struct.dat", "r");
    char* buffer;
    buffer = (char*) malloc(sizeof(OBJECT));
    if(file == NULL)
    {
        p("Error opening file");
        return -1;
    }

    fread((void *)buffer, sizeof(OBJECT), 1, file);
    OBJECT* obj = (OBJECT*)buffer;
    printf("obj->a = %d\nobj->f = %d \nobj->c = %s",
        obj->a,
        obj->f,
        obj->c);
    fclose(file);
    return 0;
}

- deostroll

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需要编写数据指针所指的内容，而不是它所包含的地址。 - Learner

Answer 1

您的第一个代码示例似乎假定字符串不会超过30个字符。如果是这样，最简单的修复方法可能是重新定义结构，如下所示：

typedef struct myStruct{
    int a;
    char c[30];
    int f;
} OBJECT;

否则，你只是在存储一个指向动态分配内存的指针，当你的程序退出时该内存将被销毁（因此，当你稍后检索该指针时，地址将无效，并且很可能无法访问）。

- bta

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结构体对齐有什么问题吗？ - Learner

结构体对齐怎么处理？只要读取数据的应用程序与写入数据的应用程序相同，这就不是问题。任何填充都将在写入时成为未初始化数据，并且在读取时可能会更改，但您首先并不指望它处于任何特定状态... - dash-tom-bang

如果您关心结构对齐，那么您的编译器很可能有一个选项来“压缩”您的结构（即不使用填充字节）。在gcc中，您可以在struct定义的闭合大括号后添加__attribute__((__packed__))。然而，正如dash-tom-bang指出的那样，如果您从同一应用程序读取和写入数据，则对齐不应该是一个问题。 - bta

Answer 2

当您编写对象时，您将指针值写入文件而不是指向的信息。

您需要做的是，不仅仅将整个结构体fwrite/fread，而是逐个字段进行。像处理对象一样fwrite a和f，但是对于字符串，您需要特殊处理。尝试fwrite/fread长度（在数据结构中未表示，这很好），然后再fwrite/fread字符缓冲区。当读取时，您当然需要分配它。

- dash-tom-bang

Answer 3

你的结构体中的char *字段被称为可变长度字段。当你写入这个字段时，需要一种方法来确定文本的长度。两种流行的方法是：
1. 先写入大小
2. 写入终止字符

先写入大小
在这种方法中，文本数据的大小首先被写入，紧接着是数据本身。
优点：通过块读取可以更快地加载文本。
缺点：需要两次读取，需要额外的空间来存储长度数据。
示例代码片段：

struct My_Struct
{
   char * text_field;
};

void Write_Text_Field(struct My_Struct * p_struct, FILE * output)
{
  size_t text_length = strlen(p_struct->text_field);
  fprintf(output, "%d\n", text_length);
  fprintf(output, "%s", p_struct->text_field);
  return;
}

void Read_Text_Field(struct My_STruct * p_struct, FILE * input)
{
  size_t text_length = 0;
  char * p_text = NULL;
  fscanf(input, "%d", &text_length);
  p_text = (char *) malloc(text_length + sizeof('\0'));
  if (p_text)
  {
     fread(p_text, 1, text_length, input);
     p_text[text_length] = '\0';
  }
}

写终止字符 在这种方法中，文本数据后面跟着一个“终止”字符进行写入。与 C 语言字符串非常相似。 优点：需要比 Size First 方法占用更少的空间。
缺点：必须逐字节读取文本，以便不会错过终止字符。

固定大小字段
不使用 char* 作为成员，而是使用 char [N]，其中 N 是字段的最大大小。 优点：可以将固定大小的记录作为块读取。 使文件中的随机访问更容易。 缺点：如果未使用所有字段空间，则会浪费空间。 当字段大小太小时会出现问题。

在将数据结构写入文件时，应考虑使用数据库。有小型数据库（如 SQLite）和大型数据库（如 MySQL）。当已经编写并测试了数据的永久存储例程时，不要浪费时间编写和调试它们。

- Thomas Matthews

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@deostroll：我已经添加了第一种方法的代码。第二种方法可以使用标准库函数进行字符串输入/输出。 - Thomas Matthews

就像您之前提到的那样，我已经保留了一个字段来存储字符串的长度（到obj->a）...我已经将所有这些内容写入文件。但是，当我尝试读取时仍然会出现段错误。> http://pastebin.com/UuDGVQxZ - deostroll

Answer 4

你正在保存指向 char 的指针，而不是字符串本身。当你尝试重新加载文件时，你在一个具有不同地址空间的新进程中运行，该指针不再有效。相反，你需要按值保存字符串。

- Stu Mackellar

Answer 5

我想提及一个潜在的可移植性问题，这取决于数据文件的计划使用情况，可能存在也可能不存在。

如果数据文件将在不同字节序的计算机之间共享，则需要为非字符类型（int、short、long、long long等）配置文件到主机和主机到文件转换器。此外，最好使用来自 stdint.h 的类型（int16_t、int32_t等）以保证所需大小。

但是，如果数据文件不会在任何地方移动，则可以忽略这两点。

- Sparky