天国にいけるＣ言語入門 ヘキサ構造体 ver２.2128

データをコンピュータが直接扱えるバイナリデータに変換しファイルに保存してみよう そのファイルはバイナリファイルと呼ばれます

今までは

自分で打ち込んだ文章や数値データ等を、

ハードデイスク内のファイルに保存してきました

実はそれらのデータはテキストファイルで開くことができるよう

つまり　ファイルを開いたとき文字や数値として認識できるよう

テキストファイルのフォーマット（データ保存形式）で保存されています。

そのようなファイルはテキストファイルと呼ばれます

テキストファイルであることがわかるように

その際

ファイル名の末尾に.txtをつけて

TEN-GOGO-C-language.txt

と

保存してきました。

そして

データをハードデイスク内のファイルに保存するための

ファイルポインタ変数宣言とfopen関数の設定は

FILE *fp;

fp=fopen("TEN-GOGO-C-language.txt","w");

でした

もちろん

テキストファイル形式でファイルが開かれると

文字や数値と認識されることができるといっても

データがハードディスクに格納されているときは

0と1で表されたデータとして保存されています。

自分で打ち込んだ文章や数値データ等を

テキストファイルのフォーマット（データ保存形式）でなく

バイナリファイルのフォーマット（データ保存形式）

で

ハードデイスク内のファイルに保存することができます

バイナリファイルのフォーマット（データ保存形式）で

ハードディスクにデータが保存されるときも

0と1で表されたデータとして保存されています。

バイナリファイルのフォーマット（データ保存形式）で保存されたデータは

バイナリデータと呼ばれます

バイナリデータが保存されているファイルは

バイナリファイルと呼ばれます

バイナリファイルであることがわかりやすいように

ファイル名は

末尾に

TEN-GOGO-C-language.binのように

.binをつけます

データがテキストファイルのフォーマット（データ保存形式）

でなく

バイナリファイルのフォーマット（データ保存形式）

で保存されると

様々な利点があります。

それをこれから確認していきましょう。

バイナリファイルとしてデータを保存する際は

ファイルポインタ変数宣言とfopen関数の設定は

FILE *fp;

fp=fopen("TEN-GOGO-C-language.txt","w");

でなく

FILE *fp;

fp=fopen("TEN-GOGO-C-language.bin","wb");

となります。

２つの

ファイルポインタ変数宣言とfopen関数の設定を

よく見比べてみると

fp=fopen("TEN-GOGO-C-language.txt","w");

と

fp=fopen("TEN-GOGO-C-language.bin","wb");

では

ファイル名が.txtから.binに

オープンモードが"w"から"wb"に変化しています。

ここでの

オープンモード"wb"は

オープンモード"w"に相当し

ハードディスク内に

TEN-GOGO-C-language.binファイルを作製し

新規書き込みできるモードで

TEN-GOGO-C-language.binファイルを開きます。

同様に

オープンモード "a","r" に相当する

オープンモード "ab","rb"もあり

それぞれ

追加書き込みモード

読み込み専用モード

となっています。

ここでファイル名を.binとしなくても

.yahoo や.comとしても

バイナリファイルを作成することはできますが

あとでそのファイルが

テキストファイルかバイナリファイルか

どのようなタイプのファイルだったか

判断できなくなるので

ファイル名を.binとしています。

バイナリファイルである　

TEN-GOGO-C-language.binファイルを

新規作製、オープンしてからクローズするまでの

プログラムは次のようになります。

#pragma warning(disable: 4996)

#include <stdio.h>

int main (void){

FILE *fp;

fp=fopen("TEN-GOGO-C-language.bin","wb");

if(fp==NULL){

printf("ファイルオープンに失敗しましたよ～ん\n");

return -1;}

else printf("Hello!ファイルオープンに成功しましたよ～ん\n");

fclose(fp);

return 0;

}

コンパイル結果

Hello!ファイルオープンに成功しましたよ～ん

ファイルポインタ変数fp宣言、fopen関数の設定

FILE *fp;

fp=fopen("TEN-GOGO-C-language.bin","wb");

が行われると

ハードディスク内にバイナリファイルである

TEN-GOGO-C-language.binファイルがない場合は

新たに

TEN-GOGO-C-language.binファイルが作成され

オープンモード"wb"で開かれます。

ハードディスク内にバイナリファイルである

TEN-GOGO-C-language.binファイルがある場合は

そのハードディスク内のTEN-GOGO-C-language.binファイルが

オープンモード"wb"で開かれます。

そのとき

TEN-GOGO-C-language.binファイルに保存されていたデータは

消去されてしまいます。

このバイナリファイルを開くプログラムでも

ファイルオープンに成功していると

fopen("TEN-GOGO-C-language.bin","wb")は

NULL以外の戻り値を

ファイルオープンに失敗していると

fopen("TEN-GOGO-C-language.bin","wb")は

NULLという戻り値を持つよう

設定されています

ファイルオープンに失敗していると

fp=fopen("TEN-GOGO-C-language.bin","wb");

より

ファイルポインタ変数fpは

fp=NULLという値を持つようになるので

バイナリファイルが正常にオープンしているかどうかを確認するために

if(fp==NULL){

printf("ファイルオープンに失敗しましたよ～ん\n");

return -1;}

else printf("Hello!ファイルオープンに成功しましたよ～ん\n");

を記述しています

このように記述することで

ファイルオープンに失敗したとき

は

ファイルオープンに失敗しましたよ～ん

が

ファイルオープンに成功したとき

は

ファイルオープンに成功しましたよ～ん

がコマンドプロンプト画面に表示されるので

正しくファイルが開けているかをどうかを確認することができます。

それでは例として

数値

1

2

3

を

バイナリファイルTEN-GOGO-C-language.binに保存してみます

そのプログラムは

次のように記述します。

#pragma warning(disable: 4996)

#include <stdio.h>

int main (void){

FILE *fp;

fp=fopen("TEN-GOGO-C-language.bin","wb");

if(fp==NULL){

printf("ファイルオープンに失敗しましたよ～ん\n");

return -1;}

else printf("Hello!ファイルオープンに成功しましたよ～ん\n");

int hairetu[]={1,2,3};

/*ここに注目

TEN-GOGO-C-language.binファイルにデータを保存したい場合

まず

TEN-GOGO-C-language.binファイルに

書き込みしたい数値

1

2

3

を

fwrite関数をつかって

用意した配列の

配列変数

hairetu[0]

hairetu[1]

hairetu[2]

に格納します*/

fwrite(&hairetu[0],sizeof(int),1,fp);

fwrite(&hairetu[1],sizeof(int),1,fp);

fwrite(&hairetu[2],sizeof(int),1,fp);

/*このように

fprintf関数のときとは数値をファイルに保存するときの

表記法が大分ことなります

保存したい数値は

まず

配列変数

hairetu[0]

hairetu[1]

hairetu[2]

に格納してから

ハードディスク内のTEN-GOGO-C-language.binファイルに

fwrite関数を用いて

保存されていきます。

*/

fclose(fp);

return 0;

}

コンパイル結果

Hello!ファイルオープンに成功しましたよ～ん

さきのエピソードで見てきたように

テキストファイルのTEN-GOGO-C-language.txtファイルに

数値データ

1

2

3

を

書き込み保存するときは

fprintf関数をもちいて

次のプログラムのように

#pragma warning(disable: 4996)

#include <stdio.h>

int main (void){

FILE *fp;

fp=fopen("TEN-GOGO-C-language.txt","w");

if(fp==NULL){

printf("ファイルオープンに失敗しましたよ～ん\n");

return -1;}

else printf("Hello!ファイルオープンに成功しましたよ～ん\n");

fprintf(fp,"%d\n",1);

fprintf(fp,"%d\n",2);

fprintf(fp,"%d\n",3);

fclose(fp);

return 0;

}

と

記述されていました。

このとき

fprintf関数を用いて

数値

1

2

3

を

ハードディスク内のファイルに書き込む形式は

fprintf(fp,"%d\n",1);

fprintf(fp,"%d\n",2);

fprintf(fp,"%d\n",3);

となっていました

TEN-GOGO-C-language.binファイルに

数値データ

1

2

3

を

バイナリデータ

として書き込み保存する際には

fwrite関数をもちいます。

fwrite関数をつかって数値をハードディスク内のファイルに書き込む形式は

fwrite(&hairetu[0],sizeof(int),1,fp);

fwrite(&hairetu[1],sizeof(int),1,fp);

fwrite(&hairetu[2],sizeof(int),1,fp);

となります

このとき命令文

fwrite(&hairetu[0],sizeof(int),1,fp);

が行われると

ハードデイスク内のbinファイルの１行目に

アドレス&hairetu[0]のメモリに格納されているデータ

1

が

かきこまれます。

そして次の命令文

fwrite(&hairetu[1],sizeof(int),1,fp);

が行われると

ハードデイスク内のbinファイルの2行目に

アドレス&hairetu[1]のメモリに格納されているデータ

2

がかきこまれます。

このように

fwrite文が１つ実行されるたびに

fwrite文の第1引数のアドレスのメモリに格納されているデータは

1行ごとに

行を変えながら

保存されていきます。

そして

さらに

fwrite(&hairetu[2],sizeof(int),1,fp);

が実行されると

さらに

次の行にアドレス&hairetu[2]のメモリに格納されているデータ

3

が

かきこまれていきます。

このときの

fwrite文

fwrite(&hairetu[1],sizeof(int),1,fp);

fwrite(&hairetu[0],sizeof(int),1,fp);

fwrite(&hairetu[2],sizeof(int),1,fp);

をみてもわかるように

データをbinファイルの次の行に保存するのに

改行するためのエスケープシーケンス\

を記述する必要はないのです。

テキストファイルにデータを保存する

fprintf関数の表記法

fprintf(fp,"%d\n",1);

fprintf(fp,"%d\n",2);

fprintf(fp,"%d\n",3);

と

バイナリファイルにデータを保存する

fwrite関数の表記法

fwrite(&hairetu[0],sizeof(int),1,fp);

fwrite(&hairetu[1],sizeof(int),1,fp);

fwrite(&hairetu[2],sizeof(int),1,fp);

では表記法が随分異なりますね

この

数値

1

2

3

を

バイナリデータ

として

ファイルに書き込み保存するプログラムでは

　　　　　　　　　🍋　あらかじめ　🍋

配列宣言

int hairetu[]={1,2,3};

を行い

保存したい数値

1

2

3

を

int hairetu[]={1,2,3};

より生成される

配列変数　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　hairetu[0]

　　　　　　　　　　　　　　　hairetu[1]

　　　　　　　　　　　　　　　hairetu[2]

に

　　　　　　　　　　　　　　　hairetu[0]=1

　　　　　　　　　　　　　　　hairetu[1]=2

　　　　　　　　　　　　　　　hairetu[2]=3

と格納します

hairetu[0]に数値データが

格納されています。

数値データ

1

をそのまま

バイナリファイルに書き込み保存する場合に

用いられるのが

fwrite関数になります。

fwrite関数の第１引数には

fwrite(&hairetu[0],sizeof(int),1,fp);

のように

数値1を格納しているhairetu[0]の

　　 🍅アドレス&hairetu[0]🍅

をかきこみます

２番目の引数には

保存したい数値データが整数の場合　sizeof(int)

保存したい数値データが実数の場合　sizeof(float)

あるいは

sizeof(double)

をかきこみます。

int型は４バイトのデータ格納容量

float型も４バイトのデータ格納容量

double型は8バイトのデータ格納容量

をもつので

変数の型の格納容量をあらわすsizeof演算子により

sizeof(int)

sizeof(float)

sizeof(double)

は

それぞれ

sizeof(int)=4

sizeof(float)=4

sizeof(double)=8

に等しくなります

ですので

fwrite(&hairetu[0],sizeof(int),1,fp);

fwrite(&hairetu[0],sizeof(double),1,fp);

の代わりに

fwrite(&hairetu[0],4,1,fp);

fwrite(&hairetu[0],8,1,fp);

と記述することもできます

この第2引数に書き込まれた数値を単位として

バイナリファイルにバイナリデータは書き込まれていきます

つまり

fwrite(&hairetu[0],4,1,fp);

なら

4バイトのスペースを持つお部屋に

アドレス&hairetu[0]のメモリに格納されている数値データ1

は

格納されます

つまり

バイナリファイルの1行が

4バイトのデータ格納スペースを持つことになります。

fwrite(&hairetu[0],8,1,fp);

なら

8バイトのスペースを持つお部屋にアドレス&hairetu[0]のメモリに

格納されている数値1

は格納されます

つまり

バイナリファイルの1行が8バイトのデータ格納スペースを持つことになります。

そして

fwrite関数の第3引数は

保存したいデータを書き込む回数をあらわしています。

fwrite(&hairetu[0],sizeof(int),1,fp);

と記述されたとき

3番目の引数1は

バイナリファイルに

&hairetu[0]のアドレスのメモリに格納された数値１

を

1回書き込むことを表しています。

fwrite(&hairetu[0],sizeof(int),0,fp);

fwrite(&hairetu[1],sizeof(int),1,fp);

fwrite(&hairetu[2],sizeof(int),1,fp);

なら

fwrite(&hairetu[0],sizeof(int),0,fp);

の第3引数は0なので

&hairetu[0]のアドレスのメモリに格納された数値１

は

1回もバイナリファイルに書きこまれません。

そして次の命令文

fwrite(&hairetu[1],sizeof(int),1,fp);

により

&hairetu[1]のアドレスのメモリに格納された数値2

は

1回バイナリファイルに書きこまれ

さらに次の命令文

fwrite(&hairetu[2],sizeof(int),1,fp);

により

&hairetu[2]のアドレスのメモリに格納された数値3

も

1回バイナリファイルに書きこまれます。

実際にプログラムを構成して確認してみます。

#pragma warning(disable: 4996)

#include <stdio.h>

int main (void){

FILE *fp;

fp=fopen("TEN-GOGO-C-language.bin","wb");

if(fp==NULL){

printf("ファイルオープンに失敗しましたよ～ん\n");

return -1;}

else printf("Hello!ファイルオープンに成功しましたよ～ん\n");

int hairetu[]={1,2,3};

fwrite(&hairetu[0],sizeof(int),0,fp);

fwrite(&hairetu[1],sizeof(int),1,fp);

fwrite(&hairetu[2],sizeof(int),1,fp);

fclose(fp);

return 0;

}

コンパイル結果

Hello!ファイルオープンに成功しましたよ～ん

PC内検索を行うと

バイナリファイル

TEN-GOGO-C-language.bin

が作成されているのがわかります。

しかし

バイナリファイルである

TEN-GOGO-C-language.binファイルは

テキストファイルを開くソフトを使って

開いて中身を閲覧することができない仕様になっていますので

TEN-GOGO-C-language.binファイルに

どんなデータが保存されているかを調べるためには

fread関数を使って

TEN-GOGO-C-language.binファイルからデータを

読み取る必要があります。

fread関数については次のエピソードでお話しますので

続きは後ほどとなります。

fwrite関数の4番目の引数となっている

ファイルポインタ変数fpは

fwrite(&hairetu[0],sizeof(int),1,fp);

が実行されると

int hairetu[]={1,2,3};

により

メモリに格納された数値

1

を

ファイル構造体をとおして

別の

メモリに格納するはたらきをしています

そのメモリのアドレスを

ファイルポインタ変数fpは格納することになります。

そのメモリに格納された

数値データ

1

は

ハードデイスク内のバイナリファイルに

そのまま保存されるという仕組みとなっています

そうして

fwrite(&hairetu[0],sizeof(int),1,fp);

fwrite(&hairetu[1],sizeof(int),1,fp);

fwrite(&hairetu[2],sizeof(int),1,fp);

が全て実行されると

ハードデイスク内のバイナリファイルに

数値データ

1

2

3

は保存されます。

このように

fwrite関数により保存したいデータが配列から

ファイルポインタ変数fpをつかって

別のメモリに移し替えられた後

ハードディスク内のTEN-GOGO-C-language.binファイルに

その保存したいデータは送り込まれ保存されます

新規書き込みモード"w"のように

新規書き込みモード"wb"でファイルが開かれる場合

以前バイナリファイルに保存されていたデータはすべて消えてしまいます

新規書き込みモード"r"のように

読み込みモード"rb"でファイルが開かれている場合

バイナリファイルからデータの読み込みしかできない状態になっています

バイナリファイルからデータの読み込みを行うときは

ファイルポインタ変数fpの格納しているアドレスのメモリに

バイナリファイルのデータは格納されることになります。

そして

次のエピソードで出てくる

fread関数は

ハードディスクのバイナリファイルのバイナリデータを

ファイルポインタ変数fpの格納しているアドレスのメモリに格納して

さらに

メモリに格納されたバイナリファイルのバイナリデータを

用意した配列の配列変数に移し替えます。

その後

配列変数に格納されたデータをprintf関数を使って

printf出力表示することにより

コマンドプロンプト画面に

バイナリファイルに保存されていたデータが表示されることになります。

🌞　　　　　🌞　　　　　🌞　　　　　🌞　　　　　　🌞

ソーラー「はっ？僕はどこで今何してるんですか？」

アレサ　「もう、寝ながら起きながらボケようとするんですから」

ソーラー「まあ、それはいつもそうだけど・・・」

アレサ　

「

#pragma warning(disable: 4996)

#include <stdio.h>

int main (void){

FILE *fp;

fp=fopen("TEN-GOGO-C-language.bin","wb");

if(fp==NULL){

printf("ファイルオープンに失敗しましたよ～ん\n");

return -1;}

else printf("Hello!ファイルオープンに成功しましたよ～ん\n");

int hairetu[]={1,2,3};

fwrite(&hairetu[0],sizeof(int),0,fp);

fwrite(&hairetu[1],sizeof(int),1,fp);

fwrite(&hairetu[2],sizeof(int),1,fp);

fclose(fp);

return 0;

}

コンパイル結果

Hello!ファイルオープンに成功しましたよ～ん

このバイナリファイルにバイナリデータとしてデータを保存する

プログラムの実行後

TEN-GOGO-C-language.binを

PC内検索にかけて検索すると

バイナリファイルTEN-GOGO-C-language.binが

作成されているのをみつけることができます。

ですが

バイナリファイルをひらいて中身を確認することは

できません。

開こうとしても.bin形式のファイルを開くことはできません

とパソコン画面に表示されます

おしいです・・・」

ソーラー「ほんとだ　バイナリファイルを開くには

どうやら専用ソフトでもいるのかな？」