实验七 Windows 的文件管理
一 、实验目的
- 熟悉Windows系统文件读/写相关API；
- 掌握无缓冲方式实现文件读/写相关参数的设置。
二、实验准备知识：相关API函数介绍
1. 文件创建
函数CreateFile( ) 用于创建一个新文件；
- 如果文件已经存在，则得到该文件的句柄。该函数的参数dwFalgsAndAttributes决定了文件的传输方式，对于普通的文件传输，可将参数设置为FILE_ATTRIBUTE_NORMAL；
- 而若设置为FILE_FLAG_NO_BUFFERING，表示不使用高速缓存进行文件传输；
- 若同时使用标志FILE_FLAG_NO_BUFFERING和FILE_FLAG_OVERLAPPED，可对文件进行异步传输；
- 若设置为FILE_FLAG_SEQUENTIAL_SCAN，表示使用高速缓存进行文件的传输。
原型：
HANDLE CreateFile(
LPCTSTR lpFileName, //指向文件名的指针
DWORD dwDesiredAccess, //读/写访问模式
DWORD dwShareMode, //共享模式
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes, //指向安全属性的指针
DWORD dwCreationDisposition, //文件存在标志
DWORD dwFlagsAndAttributes, //文件属性
DWORD hTemplateFile //指向访问模板文件的句柄
) ;
参数说明：
( 1 ) lpFILEName：指向文件名的指针。
( 2 ) dwDesiredAccess：指出访问文件的类型，可以是读访问、写访问、读 / 写访问或查询访问。该参数可以是表中的组合。
| 值 | 描述 |
|---|---|
| 0 | 查询访问 |
| GENERIC_READ | 读访问，从文件中读出数据，且移动文件指针。当需要对文件进行读写时，该属性可以与GENERIC_WRITE组合使用 |
| GENERIC_WRITE | 写访问，将数据写入文件，且移动文件指针。当需要对文件进行读/写时，该属性可以与GENERIC_READ组合使用 |
( 3 ) dwShareMode：指出文件共享模式。若dwShareMode的值为0，表示目标不能被共享。若要共享文件，可以使用表中的组合。
| 值 | 描述 |
|---|---|
| FILE_SHARE_DELETE | 仅当删除访问时，对文件的打开操作才能成功 |
| FILE_SHARE_READ | 仅当读访问时，对文件的打开操作才能成功 |
| FILE_SHARE_WRITE | 仅当写访问时，对文件的打开操作才能成功 |
( 4 ) lpSecurityAttributes：指向安全属性的指针。为NULL时，子进程可以继承该安全描述符。
( 5 ) dwCreationDisposition：文件存在标志。指出当文件不存在时，可以对文件进行何种操作。可以取表中的值。
| 值 | 描述 |
|---|---|
| CREAT_NEW | 创建新文件。若文件已存在，则该函数调用失败 |
| CREAT_ALWAYS | 创建新文件。若文件已存在，则该函数覆盖原文件的内容且清空现有属性 |
| OPEN_EXISTING | 打开已存在文件，若文件不存在，则该函数打开失败 |
| OPEN_ALWAYS | 若文件存在，则打开该文件，若文件不存在，则以CREAT_NEW方式创建文件 |
| TRUNCATE_EXISTING | 打开文件，并将文件的大小截取为0 |
( 6 ) dwFlagsAndAttributes：指出文件属性和标志
除了FILE_ATTRIBUTE_NORMAL属性之外，参数dwFlagsAndAttributes可以取表中任何属性的组合。
| 属性 | 描述 |
|---|---|
| FILE_ATTRIBUTE_ARCHIVE | 文件可以被存档 |
| FILE_ATTRIBUTE_HIDDEN | 文件可以被隐藏 |
| FILE_ATTRIBUTE_NORMAL | 文件没有其他属性，该属性仅当单独时使用才有效 |
| FILE_ATTRIBUTE_OFFLINE | 文件中的数据被脱机存储，文件中的数据不能立即有效 |
| FILE_ATTRIBUTE_READONLY | 文件只能读 |
| FILE_ATTRIBUTE_SYSTEM | 文件被系统使用 |
| FILE_ATTRIBUTE_TEMPORARY | 文件被临时存储 |
参数dwFlagsAndAttributes还可以取表4-5中任何属性的组合。
| 属性 | 描述 |
|---|---|
| FILE_FLAG_WRITE_THROUGH | 系统对文件的任何写操作，当缓冲的内容改变时立即写回磁盘 |
| FILE_FLAG_OVERLAPPED | 异步读/写，使用该属性时，文件指针将不被保留 |
| FILE_FLAG_NO_BUFFERING | 文件不使用缓冲 |
| FILE_FLAG_RANDOM_ACCESS | 文件随机访问 |
| FILE_FLAG_SEQUENTIAL_SCAN | 文件被顺序访问 |
| FILE_FLAG_DELETE_ON_CLOSE | 当文件句柄关闭时，文件立即被删除 |
| FILE_FLAG_BACKUP_SEMANTICS | 文件用于备份或转储 |
| FILE_FLAG_POSIX_SEMANTICS | 文件访问遵循POSIX协议。 |
( 7 ) hTemplateFile：指向访问模板文件的句柄，可以将其设置为空。
返回值：
文件创建成功，该函数返回文件句柄，否则返回INVALID_HANDLE_VALUE，可调用函数GetLastError( )查询失败的原因。
用法举例：
HANDLE handle;
handle=CreateFile(“nobuffer.txt”,GENERIC_WRITE,NULL,NULL,CREATE_ALWAYS,NULL,NULL);
//使用函数创建一个新文件nobuffer.txt，对该文件只能进行写操作
2.读文件
函数Readfile( ) 从文件指针指示的位置开始读取文件中的数据。如果文件不是用FILE_FLAG_OVERLAPPED属性创建的，则文件指针移动到实际读出字节数所处的位置；如果文件是用FILE_FLAG_OVERLAPPED属性创建的，则文件指针由应用程序来调整其位置。
原型：
BOOL ReadFILE(
HANDLE hFile, //要读的文件的句柄
LPVOID lpBuffer, //指向文件缓冲区的指针
DWORD nNumberOfBytesToRead, //从文件中要读取的字节数
LPDWORD lpNumberOfBytesRead, //指向从文件中要读取的字节数的指针
LPOVERLAPPED lpOverlapped //指向OVERLAPPED结构的指针
) ;
参数说明：
( 1 ) hFile：指向要读的文件的句柄
( 2 ) lpBuffer：指向文件缓冲区的指针。
( 3 ) nNumberOfBytesToRead：从文件中要读取的字节数。
( 4 ) lpNumberOfBytesRead：指向从文件中要读取的字节数的指针。
( 5 ) lpOverlapped：指向OVERLAPPED结构的指针，如果文件是FILE_FLAG_OVERLAPPED属性创建的，则需要此结构；如果文件是用FILE_FLAG_OVERLAPPED属性打开的，则参数lpOverlapped不为NULL,它指向一个OVERLAPPED结构。如果文件是用FILE_FLAG_OVERLAPPED属性创建且参数lpOverlapped为NULL,则该函数不能正确报告读操作是否完成。
如果文件用FILE_FLAG_OVERLAPPED属性打开且参数lpOverlapped不为NULL，则读操作从OVERLAPPED结构中指定的位置开始，且ReadFile( )函数在读操作完成之前返回。此时ReadFile( )返回FALSE，并且GetLastError( )函数返回ERROR_IO_PENDING，即执行读文件操作的进程被挂起，当读操作完成时，进程才继续执行。在OVERLAPPED结构中指定的事件被设置为读操作完成的发送信号状态。
如果文件不用FILE_FLAG_OVERLAPPED属性打开且参数lpOverlapped不为NULL，则读操作从OVERLAPPED结构中指定的位置开始，操作完成时ReadFile( )函数返回。
返回值：
如果函数调用成功，则返回值为非0值。
如果返回非0值，且读出的字节数为0，则说明执行读操作时文件的指针出界，此时调用GetLastError( )函数，可得到返回值ERROR_HANDLE_EOF。但若文件用FILE_FLAG_OVERLAPPED属性打开且参数lpOverlapped不为NULL，则ReadFile( )函数返回为FALSE。
如果函数调用失败，则返回值为0。若要得到更多的错误信息，可调用函数GetLastError( )。
用法举例：
下面的例子说明如何测试异步读操作的文件结尾。
//设置 OVERLAPPED结构
gOverLapped.Offset=0;
gOverLapped.OffsetHigh=0;
gOverLapped.hEvent=NULL;
//执行异步读操作
bResult = ReadFile(hFile, &inBuffer, nBytesToRead, &nBytesRead, &gOverlapped);
//异步读不成功，进程挂起
if (!bResult)
{
//处理错误码
switch (dwError = GetLastError( ))
{
case ERROR_HANDLE_EOF:
{
//文件出界处理
}
case ERROR_IO_PENDING:
{
//异步I/O进行中
//做其他事……
GoDoSomethingElse( );
//检查异步读结果
bResult=GetOverlappedResult(
hFile,&gOverlapped,&nBytesRead,FALSE）;
//若不成功
if (!bResult)
{
//处理错误代码
switch (dwError = GetLastError( ) )
{
case ERROR_HANDLE_EOF:
{
//异步操作期间达到文件尾
}
//处理其他错误码
}
}
}// end case
//处理其他错误码
}//end switch
}// end if
3.写文件
函数WriteFile ( ) 将数据写入文件。函数在文件指针所指的位置完成写操作，写操作完成后，文件指针按实际写入的字节数来调整。
原型：
BOOL WriteFile(
HANDLE hFile, // 要读的文件的句柄
LPVOID lpBuffer, // 指向文件缓冲区的指针
DWORD nNumberOfBytesToWrite, // 从文件中要读取的字节数
LPDWORD lpNumberOfBytesWritten, // 指向从文件中要读取的字节数的指针
LPOVERLAPPED lpOverlapped // 指向 OVERLAPPED结构的指针
) ;
参数说明：
( 1 ) hFile：指向要写文件的句柄。
( 2 ) lpBuffer：指向文件缓冲区的指针。
( 3 ) nNumberOfBytesToWrite：向文件中写入的字节数。
( 4 ) lpNumberOfBytesWritten：向文件中写入的字节数的指针
( 5 ) lpOverlapped：指向OVERLAPPED结构的指针。如果文件是用FILE_FLAG_OVERLAPPED属性打开的，则需要此结构；如果文件是用FILE_FLAG_OVERLAPPED属性打开的，则参数lpOverlapped不为NULL,它指向一个OVERLAPPED结构。如果文件是用FILE_FLAG_OVERLAPPED属性创建且参数lpOverlapped为NULL，则该函数不能正确报告读操作是否完成。
如果文件用FILE_FLAG_OVERLAPPED属性打开且参数lpOverlapped不为NULL，则读操作从OVERLAPPED结构中指定的位置开始，且WriteFile ( )函数在写操作完成之前返回。此时WriteFile ( )返回FALSE，并且GetLastError( )函数返回ERROR_IO_PENGDING,即执行写文件操作的进程被挂起，当写操作完成时，进程才继续执行，在OVERLAPPED结构指定的事件被设置为写操作完成的发送信号状态。
如果文件不用FILE_FLAG_OVERLAPPED属性打开且参数lpOverlapped为NULL，则写操作从文件当前位置开始，操作完成时WriteFile()函数返回。
如果文件不用FILE_FLAG_OVERLAPPED属性打开且参数lpOverlapped不为NULL，则写操作从OVERLAPPED结构中指定的位置开始，操作完成时WriteFile()函数返回。
返回值：
如果函数调用成功，则返回值为非0值。如果函数调用失败，则返回值为0.若要得到更多的错误信息，可调用函数GetLastError().
4.关闭文件句柄
函数CloseHandle()关闭与文件相关的句柄，其作用与释放动态申请的内存空间类似，这样可以释放系统资源，使进程安全运行。
原型：
BOOL CloseHandle(
HANDLE hObject
);
参数说明：
hObject：已打开对象的句柄
返回值：
如果函数调用成功，则返回值为非0值。如果函数调用失败，则返回值为0.若要得到更多的错误信息，可调用函数GetLastError()。
三、实验内容
（一）实验内容
建立一个函数，使用该函数将源文件source.txt中的内容读出，再写到目标文件nobuffer.txt中去。
（二）主要代码
// 7.cpp : Defines the entry point for the console application.
//
#include "stdafx.h"
#include "7.h"
#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_NEW
#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[] = __FILE__;
#endif
DWORD BufferSize=1024;
char buf[1024];
/
// The one and only application object
CWinApp theApp;
using namespace std;
void FileReadWrite_NoBuffer(char*source,char*destination);
int _tmain(int argc, TCHAR* argv[], TCHAR* envp[])
{
int nRetCode = 0;
printf("Call FileReadWrite_NoBuffer!\n");
FileReadWrite_NoBuffer("source.txt","nobuffer.txt");
return nRetCode;
}
void FileReadWrite_NoBuffer(char*source,char*destination)
{
HANDLE handle_src,handle_dst;
DWORD NumberOfByteWrite,NumberOfByteRead;
BOOL cycle;
char*buffer;
buffer=buf;
//创建文件
handle_src=CreateFile(source,
GENERIC_READ,
0,
NULL,
OPEN_EXISTING,
FILE_FLAG_NO_BUFFERING,
NULL);
handle_dst=CreateFile(destination,
GENERIC_WRITE,
NULL,
NULL,
CREATE_ALWAYS,
NULL,
NULL);
if(handle_src==INVALID_HANDLE_VALUE ||
handle_dst==INVALID_HANDLE_VALUE)
{
printf("File Create Fail!\n");
exit(1);
}
cycle=TRUE;
while(cycle)
{
NumberOfByteRead=BufferSize;
//读文件
if(!ReadFile(handle_src,buffer,NumberOfByteRead,&NumberOfByteRead,NULL))
{
printf("Read File Error!%d\n",GetLastError());
exit(1);
}
if(NumberOfByteRead<BufferSize)
cycle=FALSE;
//写文件
if(!WriteFile(handle_dst,buffer,NumberOfByteRead,&NumberOfByteWrite,NULL))
{
printf("Write File Error!%d\n",GetLastError());
exit(1);
}
}
CloseHandle(handle_src);
CloseHandle(handle_dst);
}
四、实验结果与总结
该实验完成无缓冲方式的文件读/写操作。先创建两个文件，source.txt和nobuffer.txt，然后反复从文件source.txt中读出数据块，并写到文件nobuffer.txt中去，直到文件尾为止。