使文件指针读/写到内存中的位置

Question

我可以使用 fopen() 将文件指针写入文件。但是我可以创建一个文件指针，以便调用 fputc 或 fprintf 等函数将写入内存中的指针吗？ java 中的 ByteArrayOutputStream 就是一个例子。另外：我可以反向运行它吗，库需要一个文件指针来读取，所以我分配内存，并创建一个新的文件指针，该指针将从该内存位置读取，但当块的大小用完时返回 EOF ？ （就像 Java 中的 ByteArrayInputStream）。有没有办法在 C 中做到这一点？例如：

FILE *p = new_memory_file_pointer();
fprintf(p, "Hello World!\n");
char *data = get_written_stuff(p);
printf("%s", data); //will print Hello World!

&& / ||

char s[] = "Hello World!\n";
FILE *p = new_memory_file_pointer_read(s, sizeof(s));
char *buffer = (char *)malloc( 1024*sizeof(char) );
fread((void *)buffer, 1, sizeof(s), p);
printf("%s", buffer); //prints Hello World!

编辑： 对于多年后阅读此问题的人，除了已接受的答案之外，您还应该查看

open_memstream(3)

，它的行为比

fmemopen

更像这些 Java 类。

Answer 1

如果您的操作系统提供fmemopen， 也许它会满足你的目的。

Answer 2

在 C++ 中（并且添加了 C++ 标签），您可以编写一个接受任意输入/输出流的函数。由于

std::stringstream

或

std::ofstream

是派生类，因此您可以将它们同等地传递到此函数中。一个例子：

#include <iostream> // for std::cout
#include <fstream> // for std::ofstream
#include <sstream> // for std::stringstream

void write_something(std::ostream& stream) {
  stream << "Hello World!" << std::endl;
}

int main() {
  write_something(std::cout); // write it to the screen
  {
    std::ofstream file("myfile.txt");
    write_something(file); // write it into myfile.txt
  }
  {
    std::stringstream stream;
    write_something(stream); // write it into a string
    std::cout << stream.str() << std::endl; // and how to get its content
  }
}

类似地，如果您想读取数据，请使用

std::istream

而不是

std::ostream

：

void read_into_buffer(std::istream& stream, char* buffer, int length) {
  stream.read(buffer, length);
}

int main() {
  char* buffer = new char[255];

  {
    std::ifstream file("myfile.txt");
    read_into_buffer(file, buffer, 10); // reads 10 bytes from the file
  }
  {
    std::string s("Some very long and useless message and ...");
    std::stringstream stream(s);
    read_into_buffer(stream, buffer, 10); // reads 10 bytes from the string
  }
}

Answer 3

正如 Ise 恰当地指出的那样，POSIX 2008 中有一个用于此功能 fmemopen 的函数，并且 Linux 上支持该函数。使用 POSIX 2004，最接近的可能是使用临时文件：

// This is for illustration purposes only. You should add error checking to this.
char name[] = "/tmp/name-of-app-XXXXXX";
int temporary_descriptor = mkstemp(name);
unlink(temporary_descriptor);
FILE* file_pointer = fdopen(temporary_descriptor, "r+");
// use file_pointer ...

反过来更容易；也就是说，有一个写入内存的函数，然后使用它既写入内存又写入文件。您可以使用 mmap 以便一块内存最终由文件支持，并且写入该内存会将数据写入关联的文件。

如果您使用

std::istream

和

std::ostream

而不是低级 C FILE* 对象，那么 C++ 可以方便地提供

std::istringstream

和

std::ostringstream

来读取/写入字符串。

您会注意到，C 中几乎所有以“f”开头且对文件进行操作的函数，都有以“s”开头且对字符串进行操作的等效函数。也许更好的方法是设计一个不特定于文件或字符串的 I/O 接口，然后提供分别连接到文件和字符串的实现。然后根据该接口（而不是低级 C 和 C++ I/O）实现核心逻辑。这样做的好处还在于允许未来扩展，例如通过内置的压缩、复制等支持来支持网络文件。

Answer 4

带有内存映射文件。这是特定于平台的，因此您需要查找有关在目标系统上创建内存映射文件的信息。我相信 posix 版本是

mmap

。无论如何，在谷歌上搜索“内存映射文件”应该会得到很多帮助。

Answer 5

这是一个使用

fmemopen

的示例，适用于 Linux。显然 有人还为 Windows 编写了

fmemopen

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int main() {
  
  const char *fakeStdin = "The fake stdin input\n"
    "The end of the stream will be at the null ->";
  size_t streamBytes = strlen( fakeStdin );
  FILE *f = fmemopen( (void*)fakeStdin, streamBytes, "rb" );
  if( !f ) {
    puts( "Couldn't open FILE* to memory" );
    return 1;
  }

  char* buf = (char*)malloc( streamBytes + 1 );
  size_t readBytes = fread( buf, 1, streamBytes, f );
  printf( "Read %zu bytes from stream:\n", readBytes );
  
  puts( buf );
  
  free( buf );
  fclose( f );
  
  return 0;
}