Двоичные файлы c. Как прочитать бинарный файл

Бинарный файл - это любой файл на вашем компьютере. Вся информация на компьютере и связанных с ним носителях записана в битах (отсюда и название). Однако, для сравнения, текстовый файл можно прочитать в соответствующих расширению ридерах (простейшие - даже в Блокноте), а исполняемый файл - нет. И хоть фактически txt-файл является тем же бинарным файлом, но когда говорят о проблеме открытия содержимого бинарных файлов, имеют ввиду исполняемые файлы, а также сжатые данные.

Вам понадобится

• - программа Hex Edit.

Инструкция

Рассматриваемые нами до этого времени примеры демонстрировали форматированный ввод/вывод информации в файлы. Форматированный файловый ввод/вывод чисел целесообразно использовать только при их небольшой величине и малом количестве, а также при необходимости обеспечения возможности просмотра файлов не программными средствами. В противном случае, конечно, гораздо эффективнее использовать двоичный ввод/вывод, при котором числа хранятся таким же образом, как в ОП компьютера, а не в виде символьных строк. Напомню, что целочисленное (int) или вещественное (float) значение занимает в памяти 4 байта, значение типа double – 8 байт, а символьное значение типа char - 1 байт. Например, число 12345 в текстовом (форматированном) файле занимает 5 байт, а в бинарном файле – 4 байта.

Бинарные файлы , т.е. файлы, в которых информация хранится во внутренней форме представления, применяются для последующего использования программными средствами, их невозможно просматривать не программными средствами. Преимущество бинарных файлов состоит в том, что, во-первых, при чтении/записи не тратится время на преобразование данных из символьной формы представления во внутреннюю и обратно, а во-вторых, при этом не происходит потери точности вещественных чисел. Как в случае форматированного ввода/вывода, так и в случае бинарного ввода/вывода для "правильной" обработки информации из файла необходимо знать какие типы данных, каким образом и в какой последовательности записаны в бинарный файл, тем более, что просмотр бинарного файла с помощью текстового редактора ничего не даст.

Рассмотрим пример, демонстрирующий запись целочисленных элементов динамического массива в бинарный файл и чтение их из данного файла.

#include

#include

#include

using namespace std;

cout << "Vvedite kol-vo elementov celochisl. massiva: "; cin >> N;

int *mas = new int [N];

for(i=0; i

cout << " Vvedite " << i << "-i element: "; cin >> mas[i];

cout << "\nIdet zapis dannyh v fail..." << endl;

ofstream fout("c:\\os\\bin.dat", ios::binary); //созд. вых. бинарного потока

if(!fout) { cout << "\n Oshibka otkrytiya faila!"; getch(); return 1; }

fout.write(reinterpret_cast(mas), N*sizeof(int)); //запись массива в файл

fout.close(); //закрытие потока

cout << "Dannye uspeshno zapisany!" << endl;

for(i=0; i

ifstream fin("c:\\os\\bin.dat", ios::binary); //создание потока для чтения файла

if(!fin) { cout << "\n Oshibka otkrytiya faila!"; getch(); return 1; }

cout << "Fail sodergit:" << endl;

fin.read(reinterpret_cast(mas), N*sizeof(int)); //считывание массива из файла

for(i=0; i

getch(); return 0;

Особое внимание в данной программе надо уделить использованию функций write() (метод класса ofstream) и read() (метод класса ifstream). Эти функции думают о данных в терминах байтов и предназначены для переноса определённого количества байт из буфера данных в файл и обратно. Параметрами этих функций являются адрес буфера и его длина в байтах.

Функция write() предназначена для записи в файл указанного во втором параметре числа байт из указанного в первом параметре адреса буфера данных, а функция read() предназначена для считывания данных из файла. Здесь необходимо отметить, что эти функции работают с буфером данных только типа char. В связи с этим, в данной программе мы использовали оператор reinterpret_cast<> , который преобразует буфер наших данных типа int (mas) в буфер типа char.

Необходимо помнить, что приведение типа с помощью оператора reinterpret_cast необходимо только в тех случаях, когда первый параметр функций write() и read() не является символьным массивом (ведь символ типа char занимает только 1 байт). Кроме того, если необходимо записать или прочитать не массив, а отдельные переменные, то нужно использовать ссылочный механизм (ссылку на адрес буфера данных), например:

ofstream fout(filename, ios::app | ios::binary);

fout.write(reinterpret_cast(& cb), sizeof(float));

Теперь необходимо обсудить второй параметр рассматриваемых функций. В данной программе, в качестве второго параметра мы использовали выражение N*sizeof(int), с помощью которого вычислили количество байт. Например, если у нас 5 целочисленных элементов массива, то число байт будет равно 20. Функция sizeof() возвращает количество байт, отводимое под указанный в качестве параметра тип данных. Например, sizeof(int ) вернёт 4.

Итак, приведённая в этом примере программа позволяет записать в файл bin.dat данные в бинарном виде и считывать их из этого бинарного файла. Причём после считывания эти данные приводятся к типу int, приобретают структуру массива и с ними можно производить любые операции.

Теперь, представим себе, что необходимо написать программу позволяющую считывать данные из файла bin.dat, причём мы знаем только то, что в данном файле записаны элементы целочисленного массива в бинарном виде. Количество записанных элементов (N) нам не известно . При создании программы мы не имеем права использовать константный массив, т.е. выделять память под него на этапе создания программы. Это приведет к ошибочному результату. Поскольку слишком малое значение N приведёт к тому, что считаются не все элементы массива, а слишком большое значение N приведёт к заполнению лишних ячеек случайными значениями.

Рассмотрим, пример программы, позволяющей считывать из бинарного файла элементы целочисленного массива, путём динамического выделения памяти, и для доказательства реалистичности считынных данных вычислять их сумму.

#include

#include

#include

using namespace std;

int N, i, sum=0, dfb; //dfb - длина файла в байтах

ifstream fin("c:\\os\\bin.dat", ios::binary );

if(!fin) { cout << "Oshibka otkrytiya faila!"; getch(); return 1; }

fin.seekg(0, ios::end); //устанавливаем позицию чтения на конец файла (от конца 0 байт)

dfb = fin.tellg(); //получаем значение позиции конца файла (в байтах)

N=dfb/4; //зная, что целое число занимает 4 байта, вычисляем кол-во чисел

int *arr = new int [N]; //создаём динамический массив

fin.seekg(0, ios::beg); //перед чтением данных, перемещаем текущую позицию на начало файла

fin.read(reinterpret_cast(arr), dfb);

cout << "Iz faila schitano " << N << " elementov:" << endl;

for(i=0; i

for(i=0; i

cout << "\n Ih summa = " << sum;

getch(); return 0;

Рассмотрим детально данную программу, в которой мы активно использовали функции seekg() и tellg(), являющиеся методами класса ifstream. Здесь необходимо отметить, что с любым файлом при его открытии связывается так называемая текущая позиция чтения или записи . Когда файл открывается для чтения, эта позиция по умолчанию устанавливается на начало файла. Но достаточно часто бывает нужно контролировать позицию вручную, чтобы иметь возможность читать и писать, начиная с произвольного места файла. Функции seekg() и tellg() позволяют устанавливать и проверять текущий указатель чтения, а функции seekp() и tellp() – выполнять те же действия для указателя записи.

Метод seekg(1_параметр, 2_параметр) перемещает текущую позицию чтения из файла на указанное в 1_параметре число байт относительно указанного во 2_параметре места. 2_параметр может принимать одно из трёх значений:

ios::beg – от начала файла;

ios::cur – от текущей позиции;

ios::end – от конца файла.

Здесь beg, cur и end – являются константами, определёнными в классе ios, а символы:: означают операцию доступа к этому классу. Например, оператор fin.seekg(-10, ios::end); позволяет установить текущую позицию чтения из файла за 10 байтов до конца файла.

Теперь вернёмся к описанию работы программы. Исходя из того, что нам не известно количество чисел записанных в файл, вначале необходимо узнать число чисел. Для этого, с помощью fin.seekg(0, ios::end); мы перемещаемся в конец файла и посредством функции tellg() возвращаем в переменную dfb длину файла в байтах. Функция tellg() возвращает текущую позицию указателя в байтах. Так как длина одного целого числа в байтах нам известна (4 байта), нетрудно вычислить количество записанных в файл чисел, зная длину файла в байтах (N=dfb/4; ). Узнав количество чисел, создаём динамический массив и перемещаемся в начало файла для того, чтобы начать считывание данных с помощью функции read(). После того, как указанное нами число байт данных (dfb) перенесено в буфер данных (arr), считанные таким образом данные приобретают структуру массива и становятся полностью пригодны для каких укодно операций и преобразований.

Файлам. При этом с точки зрения технической реализации на уровне аппаратуры, текстовые файлы являются частным случаем двоичных файлов, и, таким образом, в широком значении слова под определение «двоичный файл» подходит любой файл.

В целом данный термин представляет собой меру отношения потребителя бинарного файла и самого файла. Если потребитель знает структуру и правила, по которым он способен преобразовать данный файл к более высокоуровневому, то он не является для него бинарным. Например, исполняемые файлы являются бинарными для пользователя компьютера, но при этом не являются таковыми для операционной системы . [ ]

Визуализация

Для наглядного представления двоичного файла он разбивается на куски равного размера, представляемые в виде чисел, записываемых, обычно, в шестнадцатеричной системе , иногда в восьмеричной , двоичной или десятичной . Означенный размер куска может быть равен одному октету , а также двум или четырём (в случае разбиения на куски по несколько октетов применяется порядок байтов , принятый на используемой платформе). Зависимость диапазона представляемых чисел от размера куска показана в таблице:

Нередко, помимо числовых значений байт, выводятся также символы кодовой страницы , например ASCII . Нижеследующий пример показывает т. н. классический дамп (пооктетное шестнадцатеричное представление по 16 байт в строке, с печатными ASCII-символами справа) начала PNG -файла логотипа Википедии:

00000000 89 50 4e 47 0d 0a 1a 0a 00 00 00 0d 49 48 44 52 |.PNG........IHDR| 00000010 00 00 00 87 00 00 00 a0 08 03 00 00 00 11 90 8f |................| 00000020 b6 00 00 00 04 67 41 4d 41 00 00 d6 d8 d4 4f 58 |.....gAMA.....OX| 00000030 32 00 00 00 19 74 45 58 74 53 6f 66 74 77 61 72 |2....tEXtSoftwar| 00000040 65 00 41 64 6f 62 65 20 49 6d 61 67 65 52 65 61 |e.Adobe ImageRea| 00000050 64 79 71 c9 65 3c 00 00 03 00 50 4c 54 45 22 22 |dyq.e<....PLTE""| 00000060 22 56 56 56 47 47 47 33 33 33 30 30 30 42 42 42 |"VVVGGG333000BBB| 00000070 4b 4b 4b 40 40 40 15 15 15 4f 4f 4f 2c 2c 2c 3c |KKK@@@...OOO,<| 00000080 3c 3c 3e 3e 3e 3a 39 39 04 04 04 1d 1d 1d 35 35 |<<>>>:99......55| 00000090 35 51 50 50 37 37 37 11 11 11 25 25 25 0d 0d 0d |5QPP777...%%%...| 000000a0 27 27 27 1a 1a 1a 38 38 38 2a 2a 2a 08 08 08 20 |"""...888**... | 000000b0 20 20 17 17 17 2e 2e 2e 13 13 13 bb bb bb 88 88 | ..............|

Инструменты

Для визуализации

• debug (в Microsoft Windows , частично)
• hexdump (в FreeBSD , GNU/Linux и т. п.)

Для редактирования

• HEX-редактор
  • beye (для всех операционных систем, свободная программа)
  • hiew (для DOS, Microsoft Windows, Windows NT)
  • WinHex (для Windows)

Файлам. При этом с точки зрения технической реализации на уровне аппаратуры, текстовые файлы являются частным случаем двоичных файлов, и, таким образом, в широком значении слова под определение «двоичный файл» подходит любой файл.

Часто двоичными файлами называют исполняемые файлы и сжатые данные , однако некорректно так ограничивать это понятие.

Визуализация

Для наглядного представления двоичного файла он разбивается на куски равного размера, представляемые в виде чисел, записываемых, обычно, в шестнадцатеричной системе , иногда в восьмеричной , двоичной или десятичной . Означенный размер куска может быть равен одному октету , а также двум или четырём (в случае разбиения на куски по несколько октетов применяется порядок байтов , принятый на используемой платформе). Зависимость диапазона представляемых чисел от размера куска показана в таблице:

Нередко, помимо числовых значений байт, выводятся так же символы кодовой страницы , например печатными ASCII-символами справа) начала PNG -файла логотипа Википедии:

00000000 89 50 4e 47 0d 0a 1a 0a 00 00 00 0d 49 48 44 52 |.PNG........IHDR| 00000010 00 00 00 87 00 00 00 a0 08 03 00 00 00 11 90 8f |................| 00000020 b6 00 00 00 04 67 41 4d 41 00 00 d6 d8 d4 4f 58 |.....gAMA.....OX| 00000030 32 00 00 00 19 74 45 58 74 53 6f 66 74 77 61 72 |2....tEXtSoftwar| 00000040 65 00 41 64 6f 62 65 20 49 6d 61 67 65 52 65 61 |e.Adobe ImageRea| 00000050 64 79 71 c9 65 3c 00 00 03 00 50 4c 54 45 22 22 |dyq.e<....PLTE""| 00000060 22 56 56 56 47 47 47 33 33 33 30 30 30 42 42 42 |"VVVGGG333000BBB| 00000070 4b 4b 4b 40 40 40 15 15 15 4f 4f 4f 2c 2c 2c 3c |KKK@@@...OOO,<| 00000080 3c 3c 3e 3e 3e 3a 39 39 04 04 04 1d 1d 1d 35 35 |<<>>>:99......55| 00000090 35 51 50 50 37 37 37 11 11 11 25 25 25 0d 0d 0d |5QPP777...%%%...| 000000a0 27 27 27 1a 1a 1a 38 38 38 2a 2a 2a 08 08 08 20 |"""...888***... | 000000b0 20 20 17 17 17 2e 2e 2e 13 13 13 bb bb bb 88 88 | ..............|

Инструменты

Для визуализации

• debug (в Microsoft Windows , частично)
• hexdump (в GNU/Linux и т. п.)

Для редактирования

Литература

• Webster’s New World Dictionary of Computer Terms, 4th. Ed, Prentice Hall, NY, 1992. ISBN 0-671-84651-5
• Леонтьев Б. К. Форматы файлов Microsoft Windows XP: Справочник, М.: ЗАО «Новый издательский дом», 2005. ISBN 5-9643-0059-6

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Бинарный файл" в других словарях:

Сущ., м., употр. сравн. часто Морфология: (нет) чего? файла, нет? файлу, (вижу) что? файл, чем? файлом, о чём? о файле; мн. что? файлы, (нет) чего? файлов, чем? файлам, (вижу) что? файлы, чем? файлами, о чём? о файлах 1. Файлом называется массив… … Толковый словарь Дмитриева

Двоичный (бинарный) файл в широком смысле: последовательность произвольных байтов. Название связано с тем, что байты состоят из бит, то есть двоичных (англ. binary) цифр. В узком смысле слова двоичные файлы противопоставляются текстовым файлам.… … Википедия

Двоичный (бинарный) файл в широком смысле: последовательность произвольных байтов. Название связано с тем, что байты состоят из бит, то есть двоичных (англ. binary) цифр. В узком смысле слова двоичные файлы противопоставляются… … Википедия

конфигурационный файл - Бинарный или текстовый файл, содержащий информацию, которая определяет поведение приложения, компьютера или сетевого устройства. Тематики сети вычислительные EN configuration file … Справочник технического переводчика

У этого термина существуют и другие значения, см. IPA (значения). .IPA формат архивных файлов приложений от Apple для iPhone, iPod Touch и iPad. Файлы с данным расширением хранятся в магазине App Store и загружаются с помощью iTunes для… … Википедия

Эта статья или раздел нуждается в переработке. В Паскале нет модулей, ООП и прочих новомодных веяний. Описание расширений должно присутствовать только в статьях о соответ … Википедия

Pascal Семантика: процедурный Тип исполнения: компилятор Появился в: 1970 г. Автор(ы): Никлаус Вирт Паскаль (англ. Pascal) высокоуровневый язык программирования общего назначения. Один из наиболее известных языков программирования, широко… … Википедия

Gopher Название: Gopher Порт/ID: 70/TCP Спецификация: RFC 1436 Основные реализации (клиенты): Mozilla Firefox, Microsoft Windows: IE 5.x, IE 6 (ограничено MS) Gopher сетевой протокол распределённого поиска и передачи документов, бывший широко рас … Википедия

Название: Gopher Порт/ID: 70/TCP Спецификация: RFC 1436 Основные реализации (клиенты): Mozilla Firefox, Microsoft Windows: Internet Explorer 5.x, Internet Explorer 6 (ограничено MS) Gopher сетевой протокол распределённого поиска и передачи… … Википедия

- / * A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z Примечание: Поскольку расширение имени файла может быть любым, представленный список не является полным … Википедия