如何从二进制输入文件创建链表？前几个字节是 int，接下来的几个字节是 char，依此类推

Question

我想从输入的二进制文件创建一个链表。第一个 sizeof(int) 字节是一个 int，下一个 sizeof(char) 字节是一个 char，它一直这样。 我想要做的是从此文件创建一个链表，其中链表中的每个节点都包含一个字符和一个包含此 int 值的树节点。

在从这个文件中创建一个链接列表时，我被卡住了。如果它只是一个带有整数且没有二进制文件和字符的常规文件，我会使用 fscanf 读取文件并将其内容存储到数组中，然后我会遍历数组并制作节点。但是，当文件中存在这些字符时，我感到很困惑。谁能帮助我并告诉我是否有创建链接列表的方法？

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ListNode *head = malloc(sizeof(ListNode)*sizeoffile);

//how do i find the size of the file.
//if it was a file with just integers, I would have done something like this
// int value;
// int count = 0;
//while(fscanf(fptr, "%d", &value)==1)
//{
//  count++;
//}
//But now that there is chars, I am really confused how I would determine  
//the size of the file.

while(!feof(fptr))
{
  fread(head, sizeof(int)+sizeof(char), 1, fptr);
}

I know this is not right. ^

Answer 1

第 1 步：假设来自外部源（例如来自文件）的所有数据都可能存在恶意和/或损坏和/或来自不同的计算机（具有不同的 sizeof(int) 和不同的字节序）。

第 2 步：正确定义文件格式（考虑第 1 步）。例如。也许它应该是 123 到 123456 范围内的一个值，它以小端顺序存储为 4 个连续字节（它不应该是 int）；也许它是一个包含 ASCII 字符的字节（它绝不应该是“编译器使用char 感觉的随机字符集”）。

第 3 步：编写一些代码以将文件中的数据加载到字节数组中。如果文件预计很小，如果缓冲区不够大，您可以使用realloc() 增加缓冲区的大小（但请确保有“最大文件大小”，以便恶意攻击者无法欺骗您消耗所有可用的 RAM 并由于“内存不足”而崩溃）。如果文件预计会更大；查看mmap() 之类的函数。或者，您可以使用“读取文件的下一部分；解析文件的下一部分”循环来回收固定大小的缓冲区。

第 4 步：编写代码来解析“字节数组”数据，并检查它是否以所有可能的方式实际符合文件格式规范。例如，unsigned long value = buffer[0] + (buffer[1] << 8) + (buffer[2] << 16) + (buffer[3] << 24) 和 if( (value < 123) || (value > 123456) ) { // Data is malformed。

第 5 步：一旦您解析了数据（并编写了代码来以适当的方式处理每个可能的错误条件，并且知道它必须是有效数据这一事实），您就可以将数据存储在一个结构中并将该结构添加到链表中。例如

    // Parse and check it

    if(bufferSize < position + 5) {
        return "File ends in the middle of a record";
    }
    unsigned long value = buffer[position] + (buffer[position+1] << 8) + (buffer[position+2] << 16) + (buffer[position+3] << 24);
    if( (value < 123) || (value > 123456) ) {
        return "Data was malformed (integer out of range)";
     }

    if( (buffer[position+4] < 0x20) || (buffer[position+4] >= 0x7F) ) {
        return "Data was malformed (character not printable ASCII)";
    }

    // Create a structure

    myStructureType * myStruct = malloc(sizeof(myStructureType));
    if(myStruct == NULL) {
        return "Failed to allocate memory for structure";
    }
    myStruct->value = value;
    myStruct->character = buffer[position+4];
    position += 5;

    // Add structure to singly linked list

    myStruct->next = NULL;
    if(listFirst == NULL) {
       listFirst =  myStruct;
    } else {
       listLast->next =  myStruct;
    }
    listLast =  myStruct;

Answer 2

好的，所以我建议您忘记链表。只要坚持第一个问题：从二进制文件中读取数据。

问题的文本不清楚对象的大小，所以我们假设它说：“有一个二进制文件包含由一个 32 位整数（小端序）和一个代表一个 8 位数字组成的小部件ASCII 字符。将所有小部件转储到 stdout 每行一个，表示以 10 为底的整数，后跟一个空格，然后是字符“。

假设您的 int 是 32 位小端序，而您的 char 是有符号字节，即假设您使用的是世界上 99.9% 的机器之一。

现在您必须阅读小部件，即一个 int 和一个 char。阅读时通常需要选择两个函数：fscanf 和 fread。第一个从格式化供人类阅读的数据中读取，而第二个从文件中读取字节。你现在需要哪一个？第二个，所以我们需要使用它。

在你写的代码中

while (!feof(fptr))

这是always wrong。读取文件的唯一正确方法是：

while (1) {
    // Read
    // Check
    // Use
}

然后你可以找到一种方法来读取和检查while条件，但相信我：第一次这样写。

所以让我们填充上面的模板。要检查 fread 是否成功，您需要检查它是否返回了您要求的元素数量。

while (1) {
    int i;
    char c;
    // Read
    int ok1 = fread(&i, 4, 1, fptr);
    int ok2 = fread(&c, 1, 1, fptr);
    // Check
    if (ok1 != 1 || ok2 != 1)
        break;
    // Use
    printf("%d %c\n", i, c);
}

当然你可以在 while 条件下打包，但我看不出有什么理由。

现在我将使用您的输入和一个好的调试器对此进行测试，并检查文件中的所有数据是否都被打印出来。如果一切正常，您可以继续解决剩下的问题，即将这些小部件放在一个链表中。

这里我假设你还没有学习structs。如果不是这种情况，您可以与他们合作：

struct widget {
    int i;
    char c;
};

[...]

while (1) {
    struct widget w;
    // Read
    int ok1 = fread(&w.i, 4, 1, fptr);
    int ok2 = fread(&w.c, 1, 1, fptr);
    // Check
    if (ok1 != 1 || ok2 != 1)
        break;
    // Use
    printf("%d %c\n", w.i, w.c);
}

不要被小部件与文件中的数据结构相同这一事实所迷惑。你不能相信

fread(&w, 5, 1, fptr); // No! Don't do this

将正确读取您的数据。在制作结构体时，编译器可以在字段之间放置所需的所有空间，所以如果sizeof(widget) 返回 8，我不会感到惊讶。

免责声明：我直接在浏览器上写了代码，没有检查！

Answer 3

我认为你有点太沉迷于一些不是真正根本问题的事情。如果您需要从文件创建链表，您可以使用fscanf() 或fread() 或任何您喜欢的方式将文件读入缓冲区并根据需要操作该缓冲区。解析整数数组（从文件中读取）的相同逻辑可以应用于解析二进制文件中的字符串缓冲区（你说二进制文件与sizeof(int)，sizeof(char) 连续所以我要假设你的意思是它可以被读入缓冲区）

你说

"如果它只是一个带有整数且没有二进制和字符的常规文件，我 会使用fscanf 读取文件并将其内容存储到 一个数组，然后我会遍历数组并制作 节点”

您可以使用相同的逻辑来遍历字符串或字符串列表（但是您决定解析缓冲区）来创建节点。这就是 C 中的数据结构或结构的美妙之处。