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昨天晚上和同事討論寫 Log 的問題,談到寫到文件,后來談到寫文件用 ReadFile、WriteFile 還是用 fread、fwrite 的問題。我一直對 fread、fwrite 沒啥好感,原因是它自作主張的搞了一套緩存機制。可是僅僅這點就鄙視它似乎還說不過去。談著談著,后來我們對它的參數設計起了懷疑——這里有一個參數是多余的!從表面看,ReadFile、WriteFile 的參數是恰到好處的,fread、fwrite 作為它們的上層函數,似乎沒必要把一個參數拆成 2 個呀。

后來就一直跟 fread,直到出現 ReadFile,都沒發現這 2 個參數有什么特別的用處,他們很早就被乘起來了:

count = total = elementSize * count;

所以,目前我仍然對這個設計感到困惑。

有誰知道,這是由于什么樣的歷史原因/技術原因,才使這個函數變成現在這副模樣的?

posted on 2010-04-04 19:41 溪流 閱讀(5372) 評論(35)  編輯 收藏 引用 所屬分類: C++

評論:
# re: fread、fwrite 的參數設計問題[未登錄] 2010-04-04 23:09 | Fox
沒有具體測試過,fwrite用于寫結構、二進制數組,可以參考w.r.stevens在apue(5.9, p145)中關于fwrite的描述。  回復  更多評論
  
# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-04-05 00:45 | OwnWaterloo
fread和fwrite是C標準庫, Read/WriteFile是Windows API。
如果不需要HANLDE的特殊功能, 使用fread/fwrite的代碼可以不加修改的移植到其他平臺去。

參數用于錯誤處理。

T a[count];
if ( count != fread(a, sizeof a[0], count, stream) ) {
// error
}

if ( count != READ(a, sizeof a, stream )/sizeof a[0] ) {
// error
}
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# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-04-05 00:52 | 溪流
@OwnWaterloo
我是說它參數里頭的 elementSize 和 count,應該合并成一個,沒必要分成兩個  回復  更多評論
  
# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-04-05 00:53 | 溪流
@OwnWaterloo
直接傳入需要讀取的字節數,傳出已成功讀取的字節數  回復  更多評論
  
# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-04-05 01:00 | OwnWaterloo
@溪流
下面的READ就是按你說的方式設計的。
你覺得用著方便嗎?
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# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-04-05 08:49 | 溪流
@OwnWaterloo
下面的好。可是為什么上面的當初要那樣設計呢?  回復  更多評論
  
# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-04-05 15:40 | OwnWaterloo
@溪流
呃。。。 下面不是還要做一次除法么。。。
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# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-04-05 17:06 | 溪流
@OwnWaterloo
不理解
我的意思是,fread應該這樣:
int fread(FILE *file, unsigned char *buffer, int bufferSize);
返回已讀取的字節數
哪里來的一個size加有一個count  回復  更多評論
  
# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-04-05 17:17 | OwnWaterloo
@溪流
憑什么只能是unsigned char*呢?
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# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-04-05 18:10 | 溪流
@OwnWaterloo
void * 也行
讀寫文件我應該知道要讀/寫多少字節吧?原先的第二個參數可以固定為1  回復  更多評論
  
# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-04-05 18:36 | OwnWaterloo
@溪流
你想得太狹隘了。

仔細看2樓的例子。 T非得是char嗎?
a非得是數組嗎?

T a[1]; 可以嗎?
T v;可以嗎?
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# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-04-05 18:49 | 溪流
@OwnWaterloo
T a[count];
if ( count != fread(a, sizeof a[0], count, stream) ) {
// error
}

T a[count];
ReadFile(hFile, a, sizeof(a), ...);
這樣多明確啊!  回復  更多評論
  
# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-04-05 18:58 | OwnWaterloo
@溪流
2樓仔細看。 我懶得說了。
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# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-04-05 20:52 | 溪流
@OwnWaterloo
看不來了,你解釋一下吧
我不要返回count,返回bytesRead就行了  回復  更多評論
  
# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-04-05 21:08 | OwnWaterloo
@溪流
你不需要不等于別人不需要……

你完全將ReadFile或者fread當作"字節流讀取"來使用了。
實際上,fread不僅僅可以用來讀取字節流;
還可以用來讀取"二進制格式存放的數據", 比如上面的T。

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# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-04-05 21:27 | 溪流
@OwnWaterloo
本來就是字節流嘛
“二進制格式存放的數據”,無非也就是多少個字節而已。
1個T就是 sizeof(T) 個 byte  回復  更多評論
  
# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-04-05 22:05 | OwnWaterloo
@溪流
讀出半個T怎么辦?
還沒看懂2樓的代碼?
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# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-04-05 23:25 | 溪流
@OwnWaterloo
那應該告訴我讀了 sizeof(T)/2 個字節,而不是告訴我讀了 0 個 T 啊  回復  更多評論
  
# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-04-05 23:28 | 溪流
不知道二樓的代碼有什么精妙之處,,請解釋下。。。。
T a[count];
if ( count != fread(a, sizeof a[0], count, stream) ) {
// error
}

這段完全可以寫成:
T a[count];
if ( bytes != fread(a, 1, (sizeof a[0]) * count, stream) ) {
// error
}
么,而且能夠知道到底讀了多少,半個T,1/4個T,都可以精確表示出來
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# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-04-05 23:54 | OwnWaterloo
@溪流
>>那應該告訴我讀了 sizeof(T)/2 個字節,而不是告訴我讀了 0 個 T 啊

你已經形成思維定勢了:
1. fread應該設計成什么樣子, 你心中已經有答案
2. fread如果設計成那樣子我會怎么用, 你已經習慣這么用
3. 應為我習慣這么用, 所以fread設計成這樣就是不對的

這是循環論證, 說明不了任何問題。


現在你要拋棄你的習慣:
習慣1: 不僅僅用來讀取字節流, 還可以直接讀取二進制格式文件
習慣2: 有返回值檢測


然后比較兩段代碼, 看哪段寫著順手:

void f(T* buf, size_t buf_size, FILE* stream)
{
size_t count = fread(buf, sizeof *buf, buf_size, stream);
for (size_t i=0; i<count; ++i)
process(buf[i ] );
}

void g(T* buf, size_t buf_size, FILE* stream)
{
size_t bytes = Read(buf, sizeof(T) * buf_size, stream);
for (size_t i=0; i< bytes/ sizoef(T); ++i)
process( buf[i ] );
}
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# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-04-06 00:14 | 溪流
@OwnWaterloo
Read 那一句我習慣第二段的。
不錯,是讀取二進制文件格式,文件格式應該已經知曉了。何謂知曉?就是知道它每一個字節是干啥的,所以精確到每個字節不帶來壞處。

假如有個文件頭(為討論方便,請忽略對齊問題)
struct T
{
BYTE sign[10];
DWORD headerSize;
。。。
}

你是寫成 read(buf, sizeof(T), 1, stream) 呢,還是寫成 read(buf, 1, sizeof(T), stream) 呢?還是覺得這個 1 是多余的?

按你說的最小設計原則,不用 elememtSize * count 的形式,直接精確到字節,現有的任務都可以完成。而搞成 elementSize * count 的形式,在挺大一部分的例子中,有個參數是多余的。那么,這個設計不是很失敗么?

第一點,我不覺得“字節流”與“二進制文件”有什么區別
第二點,要返回值檢測,不至于我連讀到哪兒了都不知道  回復  更多評論
  
# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-04-06 10:48 | 欣萌
2樓說的即是  回復  更多評論
  
# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-04-06 11:18 | 陳梓瀚(vczh)
古時候人們讀的是struct不是char,所以純粹是為了增加可讀性……  回復  更多評論
  
# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-04-06 12:00 | 欣萌
恩 我其實覺得 也沒有必要有2個參數
size 和 count


反正都是讀size*count個。

反正我沒有看懂,OwnWaterloo 說的理由。

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# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-04-06 16:59 | OwnWaterloo
@溪流
對, 你說得對。
fread確實干了多余的事情。

調用時那個乘法無所謂, 要么就是調用者自己做, 要么就是fread做。
問題出在返回時那個除法上。 fread總會做一個除法, 對很多情況是不需要的。
而不使用乘/除法實現的fread又需要大量的循環。
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# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-04-06 17:14 | OwnWaterloo
@溪流
跟"最小接口"與"人本接口"沒什么關系。
相對于read_int, read_string, 這兩種設計都可以算是最小接口。


為了不降低"實現優化的潛力", 保留適當的信息對實現是有用的。
比如malloc vs calloc。
用戶端的信息原本是 sizeof(elem) 和 count兩個。
calloc會將信息繼續帶到下層。
而malloc將這個信息丟掉了。

這可能就會影響malloc的某種優化, 比如對齊策略。
1. 分配12個char的數組
2. 分配12/sizeof(int)個數組
對malloc來說, 它接受到的都是12bytes, 已經無法區分這兩者的不同。
malloc始終返回的是該平臺下有最嚴格對齊的內存。

而calloc就可以明確知道每個元素的大小, 可以利用這個信息, 計算出該種大小的所有類型在該平臺下的最嚴格對齊需求,就可以少填充一些。

當然, calloc不一定會使用這個信息進行優化, 但它保有這個優化的潛力。
(calloc另一個memset的行為就很惡心了)


而read, 沒想出可以利用size和count進行優化的方法。
而且將這2個參數分開, 同時又要避免返回時那個除法的話, 還會顯得不夠統一。
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# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-04-06 17:36 | Jakcie
同意@OwnWaterloo 的看法。
還是2個參數確定讀取字節數比較好。  回復  更多評論
  
# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-04-09 03:05 | 欲三更
你不覺得把讀取的每個單位的尺寸和單位數分開可讀性更高么?一個函數調用的實參中出現了乘法,第一眼看上去肯定會覺得費解。

而且往高里說這是個設計理念問題,作為一個接口,讓用戶越少思考越好。

sizeof(XXX) * count = 總字節數,這是你想出來的,想這個問題難道不需要費力么?  回復  更多評論
  
# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-04-09 09:26 | 溪流
@欲三更
有什么費力的?都到讀寫文件的關口了,難道幾個字節你都不想弄清楚?
另,你喜歡寫成 fread(buf, sizeof(T), 1, stream) 呢,還是 fread(buf, 1, sizeof(T), stream) 呢?每次我都為這個問題糾結好久。  回復  更多評論
  
# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-04-09 15:09 | OwnWaterloo
@溪流
你這個問題很好解決~
找個現代點的ide...
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# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2010-05-01 01:45 | hoodlum1980
參數設計的很好啊,一個數據塊的單位大小,一個是要讀取多少個數據塊,返回讀取成功的數據塊數目。這個設計很好呀。你可以嘗試作為一個整塊式的讀取。  回復  更多評論
  
# re: fread、fwrite 的參數設計問題[未登錄] 2011-03-11 09:47 | C++愛好者
@欲三更
如果連這個代碼的意思都看不懂那還是不要寫代碼算了!!!  回復  更多評論
  
# re: fread、fwrite 的參數設計問題[未登錄] 2011-03-11 09:52 | C++愛好者
@溪流
看來你也是個完美主義者,當然是fread(buf, sizeof(T), 1, fp)咯,這才是這個函數接口的本意。但我也覺得這個參數有點多余!!!  回復  更多評論
  
# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2011-03-12 22:32 | 溪流
@C++愛好者
呵呵。重新回顧了上面這么多糾結的提法(塊啊、字節流啊、二進制格式啊、struct啊,char啊),再看到你說明白話,頓感輕松。塊也好、二進制格式也好、struct也好,不就是一堆字節么。。。  回復  更多評論
  
# re: fread、fwrite 的參數設計問題 2011-06-01 12:50 | DH
正好要用,謝謝  回復  更多評論
  
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