2023-2024-1 20211306 密码系统设计与实现课程学习笔记2

20211306 密码系统设计与实现课程学习笔记2

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自学教材第九章，提交学习笔记

本章是复习C语言中的文件操作内容，结构化从文本文件操作，二进制文件操作两个大内容考虑，以前可能只关注文本文件的操作，我们以后更多的是操作二进制文件。
文本文件中考虑字符读写，行读写，任意位置读写等
文件操作都有什么？
二进制文件和文本文件如何转换？
数据结构如何读写？
...

知识点归纳以及自己最有收获的内容，选择至少2个知识点利用chatgpt等工具进行苏格拉底挑战，并提交过程截图，提示过程参考下面内容（4分）

“我在学***X知识点，请你以苏格拉底的方式对我进行提问，一次一个问题”
核心是要求GPT：“请你以苏格拉底的方式对我进行提问”
然后GPT就会给你提问，如果不知道问题的答案，可以反问AI：“你的理解（回答）是什么？”
如果你觉得差不多了，可以先问问GPT：“针对我XXX知识点，我理解了吗？”
GPT会给出它的判断，如果你也觉得自己想清楚了，可以最后问GPT：“我的回答结束了，请对我的回答进行评价总结”，让它帮你总结一下。

问题与解决思路，遇到问题最先使用chatgpt等AI工具解决，并提供过程截图（3分）

实践过程截图，代码链接（2分）

其他（知识的结构化，知识的完整性等，提交markdown文档，使用openeuler系统等）（1分）

一、第九章（I/O库函数）学习总结

I/O库函数是一系列文件操作函数，系统调用是文件操作的基础，但他们只支持数据块的读/写。
I/O库函数与系统调用

在Unix/Linux中，I/O库函数建立在系统调用的基础上

系统调用函数：open()、read()、write()、lseek()、close()；

I/O库函数：fopen()、fread()、fwrite()、fseek()、fclose()。

左侧是系统调用程序，右侧是I/O库函数的类似程序

左侧的fd是一个整数，右侧的fp是一个文件流指针

左侧open()打开或读取文件，返回的是整数描述符，右侧fopen()返回的是FILE结构体指针

左侧用while读写文件，将字符装入buf[]，而右侧用fgetc(fp)从文件流中获取字符，通过putchar()输出字符。

I/O库函数算法

+fread算法

系统调用，将数据复制到程序的缓冲区，更新缓冲区的指针和计数器等

在每次进行fread()调用时，它都尝试满足来自FILE结构体内部缓冲区的调用，一方面接受用户程序的调用，一方面像操作系统内核发出read()系统调用。他只在需要时才会进入操作系统内核，并且以一种最高效匹配文件的方式进入。

fwrite算法

与fread()算法相似，只是传输方向不同，它将数据写进内部缓冲区。

fclose算法

若文件以写的方式被打开，fclose()会先关闭文件流的局部缓冲区，会发出close(fd)系统调用关闭FILE结构体的文件描述符，最后释放FILE结构体。

+I/O库模式

fopen()中的模式参数可指定为：“r”、“w”、“a”，代表读、写、追加。
在每个模式字符串后可加一个"+"，分别表示：读/写，不会截断文件；读/写，但会先截断文件，如果文件不存在会创建文件；通过追加进行读/写，如果文件不存在，会创建文件

+字符模式

fget()返回的是整数，而不是字符

行模式I/O

格式化I/O

其他I/O库函数

文件缓冲流

每个文件流都有一个FILE结构体，其中包含一个内部缓冲区，文件流可以使用三种缓冲方案的一种

无缓冲：从非缓冲流中写入或读取的字符单独传播到文件或从文件中传输。

行缓冲：遇到换行符时，写入行缓冲流的字符以块的形式传输。

全缓冲：写入全缓冲流或从中读取的字符以块大小传输到文件或从文件传输。

实际操作

先是创建文件并写入

点击查看代码

#include <stdio.h>

int main() {

    FILE *file = fopen("io.txt", "w");
    /*写入模式*/
    if (file == NULL) {
        perror("打开文件失败");
        return 1;
    }

    
    fprintf(file, "Hello world!\n");
    fprintf(file, "你好 世界 欢迎来学习I/O\n");
    /*写入数据到文件*/
    printf("已写入");
    fclose(file); /*关闭文件*/

    return 0;
}

其实这里的“w”可能用“w+”更好一些，因为“w+”代表文件不存在则创建文件，但是实际使用的时候，先用“w”也能创造出来文件

询问了gpt，他的回答如上图

然后是读取

点击查看代码

#include <stdio.h>
int main() {
 
    FILE *file = fopen("io.txt", "r");
	/*读取文件*/ 
    if (file == NULL) {
        perror("打开文件失败");
        return 1;
    }
    char buf[100]; 
    while (fgets(buf, sizeof(buf), file) != NULL) 
	{
        printf("%s", buf);
    }
	/*打印出文件内容*/ 
    fclose(file);
    return 0;
}