< 第16回バイナリーファイルのリ－ド／ライト-C言語をマスターしよう!

第16回バイナリーファイルのリ－ド／ライト

このドキュメントは http://icrus.org/c_language_beginers_course/ 上にあります.

１５章では，テキストファイルのリード／ライトを行いました．テキストファイルは，テキストエディタで読めるなど，扱いやすいところがたくさんあり人間との相性は良いようです．しかし，ファイル容量が大きくなる，ファイル容量が大きくなるとリード／ライトに時間がかかる（データが大量になったとき顕著になります）など，短所も多くあります．本格的にファイルを扱うには，コンピュータと相性がいいバイナリーファイルのリード／ライトが必要です．そこでこの章では，バイナリーファイルのリード／ライトについて説明します．

［課題16-1］誕生日のリストをファイルにしよう．（バイナリーファイル）

［プログラム例16-1］


01: #include <stdio.h>
02: #include <stdlib.h>
03: #include <process.h>
04: #define  FILENAME "a:\\binfile.dat"
05: struct borth_day_list{
06:     char name[20];
07:     int  year;
08:     int  month;
09:     int  day;
10: };
11: struct borth_day_list list;
12:
13: void main(void){
14:     FILE *fp;
15:     char str[50];
16:     if( (fp=fopen( FILENAME, "ab" ))==NULL ){
17:         printf( "file open error:%s\n", FILENAME );
18:         exit(1);
19:     }
20:
21:     while(1){
22:         printf("名前を入力して下さい(ﾘﾀｰﾝのみで終了します．):\n");
23:         gets( list.name );
24:         if( list.name[0]=='\0' )
25:             break;
26:         printf("%sさんの生年月日を入力して下さい(例1995,9,30):\n",list.name );
27:         gets( str );
28:         while( sscanf( str, "%d,%d,%d", &list.year, &list.month, &list.day )!=3 ){
29:             printf("%sさんの生年月日をもう一度入力して下さい(例1995,9,30):\n", list.name );
30:             gets( str );
31:         }
32:         printf( "%s,%s-->ﾌｧｲﾙ\n", list.name, str );
33:         if( fwrite( &list,sizeof(list), 1, fp )<1 ){
34:             printf( "%s Write error", FILENAME );
35:             exit(1);
36:         }
37:     }
38:     if( fclose( fp )==EOF ){
39:         printf( "file close error:%s\n", FILENAME );
40:         exit(1);
41:     }
42: }

05～10行→構造体struct borth_day_listを定義します．
16～19行→ファイルをオープンするときの決まり文句です．バイナリーファイルを追加でオープンしますから，ファイル名("a:\binfile.dat")とオープンモード("ab")でオープンします．
28～31行→間違った誕生日の入力の仕方をすると再入力を要求します．
33～36行目→関数fwrite()を使って変数list（型は構造体borth_day_list)をファイルポインタfpの指すファイルへ出力します．

［結果16-1］

コンパイル・実行すると次のよう表示されます．
名前を入力して下さい(ﾘﾀｰﾝのみで終了します．):
常盤　貴子[ﾘﾀｰﾝ印]
常盤　貴子さんの生年月日を入力して下さい(例1995,9,30):
1972,4,30[ﾘﾀｰﾝ印]
常盤　貴子,1972,4,30-->ﾌｧｲﾙ
名前を入力して下さい(ﾘﾀｰﾝのみで終了します．):
森田　和義[ﾘﾀｰﾝ印]
森田　和義さんの生年月日を入力して下さい(例1995,9,30):
1945,8[ﾘﾀｰﾝ印]
森田　和義さんの生年月日をもう一度入力して下さい(例1995,9,30):
1945,8,22[ﾘﾀｰﾝ印]
森田　和義,1945,8,22-->ﾌｧｲﾙ
名前を入力して下さい(ﾘﾀｰﾝのみで終了します．):
[ﾘﾀｰﾝ印]

MS-DOSのTYPEコマンドではバイナリーファイルは見れません．バイナリーファイルを見るためのコマンドDUMPを使って作成したファイルの様子を見てみましょう．
A:\>DUMP A:\BINFILE.DAT

Dump Version 3.10

00000000 8F ED 94 D5 81 40 8B 4D-8E 71 00 00 00 00 00 00 常盤　貴子......
00000010 00 00 00 00 B4 07 04 00-1E 00 90 58 93 63 81 40 ....ｴ.....森田
00000020 98 61 8B 60 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 99 07 和義............
00000030 08 00 16 00 ....

　次に，同じこのプログラムを実行すると，データをつけ足していくことができます．

［課題16-2］誕生日のリストからその人が何座か調べよう．（バイナリーファイル用）

［プログラム例16-2］


01: #include <stdio.h>
02: #include <stdlib.h>
03: #include <process.h>
04: #define  FILENAME "a:\\binfile.dat"
05: struct borth_day_list{
06:     char name[20];
07:     int  year;
08:     int  month;
09:     int  day;
10: };
11: struct borth_day_list list;
12:
13: char *seiza[]={ "月のデータがまちがい",
14:    "山羊座", "水瓶座", "魚座",
15:    "牡羊座", "牡牛座", "双子座",
16:    "蟹座", "獅子座", "乙女座",
17:    "天秤座", "蠍  座", "射手座" };
18: void main(void){
19:     FILE *fp;
20:     int get_seiza(int, int);
21:     if( (fp=fopen( FILENAME, "rb" ))==NULL ){
22:         printf( "file open error:%s\n",FILENAME );
23:         exit(1);
24:     }
25:     while( fread(&list,sizeof(list),1,fp)==1 ){
26:         printf( "%-14sさん%2d年%2d月%2d日生まれ\n", list.name, list.year, list.month, list.day );
27:         printf( "%sです．\n", *( seiza + get_seiza( list.month, list.day ) ) );
28:     }
29:     if( fclose( fp )==EOF ){
30:         printf( "file close error:%s\n", FILENAME );
31:         exit(1);
32:     }
33:     getchar();
34: }
35:
36: int get_seiza( int month, int day ){
37:     ～以下関数get_seiza()はプログラム例１５－２と同一です～
38: }

05～10行→構造体struct borth_day_listを定義します．
21～24行→ファイルをオープンするときの決まり文句です．今回はデータファイルを読み出しますのでオープンモード"rb"にします．
25～28行ファイルが終了するまで繰り返します．
28行目→関数fread()を使ってファイルのデータを読み出します．listを１つずつ読み込み，読み込んだ個数を返します．ファイルの終わりに来ると戻り値として１を返せなくなりますので１以外の戻り値のときファイルの終わりとみなして，whileループを終わります．
26～27行→関数fread()は，そのまま変数list（型は構造体borth_day_list)を読み込めますので，そのメンバを用いて画面表示をさせます．
29～32行目→ファイルを閉じるときの決まり文句です．

［結果16-2］

コンパイル・実行すると次のよう表示されます．

常盤　貴子さん 1972年 4月30日生まれ
牡牛座です．
森田　和義さん 1945年 8月22日生まれ
獅子座です．

リターンキーを押すとプログラムは終了します．
　プログラムは，プログラム例１６－１を使って入力したデータファイルを読み出して，その誕生日から星座名を出力するものです．ファイルが終了するまでファイルのデータと星座名を出力します．

［文法16］

１．構造体

　基本的な構造体の定義の仕方について説明します．
struct tag{
type member_name_1;
type member_name_2;
:
type member_name_n;
};
struct tagという名前の構造体を定義しています．
メンバはnember_name_1～nember_name_nのn個です．
メンバはそれぞれに型typeで定義されています．

①struct tag struct_name;
②struct tag *struct_p;
構造体変数struct_nameの宣言

(1)定義はキーワードstructで始めます．
(2)struct tagが構造体の名前で，他の型と同じように，宣言・定義に使います．
(3)メンバの定義は，通常の変数の宣言と同じように行います．
(4)構造体変数struct_nameを通常の変数の宣言と同じように行います．

　①のように宣言したときは，プログラムの中では，struct_name.member_name_1やstruct_name.member_nのように演算子「.」を使ってメンバアクセスします．struct_name.member_name_1のように記述すると，メンバを通常の変数のように扱えます．
　②のようにstruct_pが構造体を指すポインタのときは，プログラムの中では，stru_array->member_name_nのように演算子｢->｣を使ってメンバにアクセスします．

２．バイナリーファイルのライト

FILE *fp;
void *data;
size_t size;
size_t n;
size_t i;
i = fwrite( data, size, n, fp );

　ファイルポインタfpが指すファイルへ，ポインタdataが指すデータをn個書き込みます．変数sizeはdataの指すデータ１個分の長さ（バイト数）です．通常バイト数は関数sizeof()の戻り値を使って記述します．なお型size_tはunsigned int（符号なし整数）と同じで，ヘッターファイルstdio.hで定義されています．戻り値は書き込んだデータの個数です．正常に書き込みが行われるとi==nになります．

３．バイナリーファイルのリード

FILE *fp;
void *data;
size_t size;
size_t n;
size_t i;
i = fread( data, size, n, fp );

　ファイルポインタfpが指すファイルから，ポインタdataが指すデータをn個読み込みます．変数sizeはdataの指すデータ１個分の長さ（バイト数）です．通常バイト数は関数sizeof()の戻り値を使って記述します．戻り値は読み込んだデータの個数です．正常に読み込みが行われるとi==nになります．