C-keele read funktsioon: põhjalik juhend algajatele ja edasijõudnutele│C言語ナビゲーター～システム開発のための最強リソース～

1 1. Sissejuhatus
2 2. read funktsiooni põhialused
3 3. read funktsiooni kasutusnäited
4 4. read funktsiooni rakendused
5 5. read funktsiooni kasutamisel tähelepanekud
6 6. Korduma kippuvad küsimused (FAQ)
7 7. Kokkuvõte

1. Sissejuhatus

C-keele read funktsioon on süsteemiprogrammeerimises üks kõige põhilisemaid tööriistu. See on madala taseme sisend/väljund funktsioon, mis loeb andmeid otse failidest või seadmetest, võimaldades detailselt kontrollida süsteemi käitumist võrreldes teiste I/O funktsioonidega.

Selles artiklis käsitleme laialdaselt read funktsiooni – alates põhikasutusest kuni rakenduslike näideteni ning sageli esinevate küsimuste lahendamiseni. Eriti pöörame tähelepanu algajatele keerulistele kohtadele ja praktilistele koodinäidetele ning vahepealse taseme programmeerijatele anname ülevaate asünkroonsest I/O-st ja veakäitlusest. Artikli lõpuks omandad teadmised, mis aitavad read funktsiooni tõhusalt ja turvaliselt kasutada.

Mis on C-keele `read` funktsioon?

read funktsioon on üks POSIX-standardis määratletud süsteemikutseid ning seda kasutatakse laialdaselt Linuxi ja UNIXi süsteemides. Funktsioon loeb andmeid failikirjeldaja kaudu – näiteks failidest, standard-sisendist või soklitest.

Kuigi read võimaldab madala taseme toiminguid, võib see algajatele tunduda keeruline, eriti puhvri halduse ja veakäitluse osas. Võrreldes kõrgema taseme funktsioonidega (nt fread, scanf), sõltub read otseselt operatsioonisüsteemi käitumisest. See annab paindlikkust, kuid nõuab hoolikat implementeerimist.

Erinevus teistest I/O funktsioonidest

C-keeles on lisaks read funktsioonile ka teisi sisend/väljund funktsioone. Vaatame lühidalt nende erinevusi.

Funktsiooni nimi	Tase	Põhikasutus	Omadused
`read`	Madal tase	Failide ja seadmete lugemine	Süsteemikõne, kõrge paindlikkus
`fread`	Kõrgem tase	Failivoo lugemine	Standardne C-teek, lihtne kasutada
`scanf`	Kõrgem tase	Standard-sisendi lugemine	Võimaldab vormingu määramist

read funktsioon on eriti kasulik olukordades, kus on vaja madala taseme kontrolli (nt seadmeside või suurte failide töötlemine). Seevastu fread ja scanf sobivad paremini lihtsuse ja mugavuse nõudmisel.

Artiklis käsitletavad teemad

Selles artiklis selgitame põhjalikult järgmisi teemasid:

Põhiline kasutamine
Õpid read funktsiooni prototüüpi, argumentide tähendust ja tagastusväärtusi.
Konkreetseid näiteid
Näidised failide lugemisest, standard-sisendist ja soklikommunikatsioonist.
Rakendused ja tõrkeotsing
Asünkroonse I/O seadistamine ja parimad praktikad veakäitluses.
Korduma kippuvad küsimused
FAQ-vormis tüüpiliste probleemide lahendused.

Sisu on mõeldud nii algajatele kui ka kesktasemel programmeerijatele.

2. `read` funktsiooni põhialused

C-keele read funktsioon on madala taseme I/O funktsioon, mis loeb andmeid failidest või seadmetest. Selles jaotises selgitame read funktsiooni põhilisi omadusi koos koodinäidetega.

`read` funktsiooni prototüüp

read funktsiooni prototüüp on järgmine:

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

Argumentide selgitus

fd (failikirjeldaja)

Määrab sihtkoha, kust lugeda.
Näiteks open funktsiooniga saadud failikirjeldaja või standard-sisend (0), standard-väljund (1).

buf (puhver)

Mälu aadress, kuhu loetud andmed ajutiselt salvestatakse.
Puhver peab olema piisavalt suur, et mahutada loetavad andmed.

count (baitide arv)

Määrab maksimaalse baitide arvu, mida loetakse.
Soovitav on määrata väärtus, mis ei ületa puhvri suurust.

Tagastusväärtus

Edukas lugemine: tagastab loetud baitide arvu (0 tähistab EOF-i).
Viga: tagastab -1 ja veainfo on saadaval errno kaudu.

Põhiline kasutusnäide

Järgmine on näide, kuidas lugeda andmeid failist.

Koodinäide

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

int main() {
    int fd = open("example.txt", O_RDONLY);
    if (fd == -1) {
        perror("Faili avamine ebaõnnestus");
        return 1;
    }

    char buffer[128];
    ssize_t bytesRead;

    while ((bytesRead = read(fd, buffer, sizeof(buffer) - 1)) > 0) {
        buffer[bytesRead] = '\0'; // Lisa lõputähis, et käsitleda stringina
        printf("%s", buffer);
    }

    if (bytesRead == -1) {
        perror("Faili lugemine ebaõnnestus");
    }

    close(fd);
    return 0;
}

Koodi selgitus

Faili avamine open funktsiooniga

Avatakse ainult lugemiseks, kasutades O_RDONLY.
Kui fail ei avane, kuvatakse veateade.

Andmete lugemine read funktsiooniga

Loetakse kuni 128 baiti ja salvestatakse buffer-isse.
Tagastatakse tegelikult loetud baitide arv.

Veakäitlus

Kui faili ei eksisteeri või õigused puuduvad, tagastatakse -1.

Puhvri lõpetamine

Lisatakse '\0', et töödelda loetud andmeid stringina.

Mida arvestada `read` funktsiooni kasutamisel

Puhvri suurus ja turvalisus

Kui proovida lugeda rohkem kui puhver mahutab, võib tekkida mälukahjustus. count väärtus peab olema puhvri suurusest väiksem või sellega võrdne.

EOF (faili lõpp) käsitlemine

Kui read tagastab 0, tähendab see EOF-i. Sellisel juhul pole rohkem andmeid lugeda.

Osaline lugemine

read ei pruugi alati korraga lugeda määratud baitide arvu. Eriti soklite või torude puhul võib osutuda vajalikuks korduv lugemine tsüklis, kuni kõik andmed on saadud.

3. `read` funktsiooni kasutusnäited

Selles jaotises tutvustame mitmeid praktilisi näiteid read funktsiooni kasutamisest – alates failide lugemisest kuni standard-sisendi ja võrgusoklite andmevahetuseni.

Faili põhjalik lugemine

Alustame lihtsaimast näitest, kuidas lugeda andmeid failist. read sobib nii tekstifailide kui ka binaarfailide töötlemiseks.

Koodinäide: Tekstifaili lugemine

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

int main() {
    int fd = open("example.txt", O_RDONLY);
    if (fd == -1) {
        perror("Faili avamine ebaõnnestus");
        return 1;
    }

    char buffer[128];
    ssize_t bytesRead;

    while ((bytesRead = read(fd, buffer, sizeof(buffer) - 1)) > 0) {
        buffer[bytesRead] = '\0';
        printf("%s", buffer);
    }

    if (bytesRead == -1) {
        perror("Faili lugemine ebaõnnestus");
    }

    close(fd);
    return 0;
}

Koodi selgitus

Faili avamine

open funktsioon avab faili ainult lugemiseks. Kui avamine ebaõnnestub, kuvatakse viga.

Lugemine tsüklis read abil

Failist loetakse andmeid kuni EOF-ini. Iga kord salvestatakse puhvri lõppu '\0'.

Veakäitlus

Kui read tagastab -1, on tekkinud viga ja see väljastatakse perror abil.

Faili sulgemine

Pärast lugemist sulgetakse fail close funktsiooniga.

Andmete lugemine standard-sisendist

Järgmine näide näitab, kuidas lugeda kasutaja sisestatud andmeid klaviatuurilt. Seda meetodit kasutatakse tihti CLI-tööriistades.

Koodinäide: Kasutaja sisendi lugemine

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

int main() {
    char buffer[64];
    printf("Sisesta tekst: ");

    ssize_t bytesRead = read(0, buffer, sizeof(buffer) - 1); // 0 = stdin

    if (bytesRead == -1) {
        perror("Sisendi lugemine ebaõnnestus");
        return 1;
    }

    buffer[bytesRead] = '\0';
    printf("Sisestasid: %s\n", buffer);

    return 0;
}

Koodi selgitus

Standard-sisendi määramine

read esimene argument on 0, mis tähistab stdin-i.

Puhvri lõpetamine

Pärast lugemist lisatakse '\0', et käsitleda sisendit stringina.

Veakäitlus

Kui lugemine ebaõnnestub, kuvatakse viga perror abil.

Andmete vastuvõtt sokli kaudu

read funktsiooni saab kasutada ka võrguprogrammeerimises. Näites loome lihtsa serveri, mis võtab vastu kliendi saadetud sõnumi.

Koodinäide: Andmete lugemine soklist

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    int server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (server_fd == -1) {
        perror("Sokli loomine ebaõnnestus");
        return 1;
    }

    struct sockaddr_in address;
    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    address.sin_port = htons(8080);

    if (bind(server_fd, (struct sockaddr*)&address, sizeof(address)) == -1) {
        perror("Bind ebaõnnestus");
        close(server_fd);
        return 1;
    }

    if (listen(server_fd, 3) == -1) {
        perror("Listen ebaõnnestus");
        close(server_fd);
        return 1;
    }

    int client_fd = accept(server_fd, NULL, NULL);
    if (client_fd == -1) {
        perror("Accept ebaõnnestus");
        close(server_fd);
        return 1;
    }

    char buffer[1024];
    ssize_t bytesRead = read(client_fd, buffer, sizeof(buffer) - 1);
    if (bytesRead > 0) {
        buffer[bytesRead] = '\0';
        printf("Sõnum saadud: %s\n", buffer);
    } else if (bytesRead == -1) {
        perror("Lugemine ebaõnnestus");
    }

    close(client_fd);
    close(server_fd);
    return 0;
}

Koodi selgitus

Sokli loomine

socket funktsioon loob TCP sokli.

Aadressi sidumine

Sokkel seotakse IP-aadressi ja pordiga.

Ühenduse ootamine

listen ootab klientide ühendusi.

Kliendi ühenduse vastuvõtt

accept võtab ühenduse vastu ja loob uue failikirjeldaja kliendi jaoks.

Andmete lugemine

Kliendi saadetud andmed loetakse read abil ja väljastatakse.

Näidete kokkuvõte

Need näited näitavad, et read funktsioon ei piirdu ainult failide töötlemisega, vaid seda saab rakendada ka standard-sisendis ja võrgusidet kasutavates programmides. Soklite puhul mängib read võtmerolli andmete vastuvõtmisel.

4. `read` funktsiooni rakendused

read funktsiooni saab kasutada mitte ainult põhiliseks failitöötluseks, vaid ka keerukamate programmeerimisülesannete lahendamiseks. Selles jaotises käsitleme näiteid nagu asünkroonne I/O, suurte andmemahtude efektiivne töötlemine ja binaarsete andmete lugemine.

Asünkroonse I/O kasutamine

Asünkroonse I/O puhul saab read funktsioon tagastada kohe, ilma et ootaks andmete saabumist, võimaldades programmil paralleelselt täita muid ülesandeid. See parandab rakenduse jõudlust.

Asünkroonse režiimi seadistamine

Asünkroonse töö lubamiseks kasutatakse fcntl funktsiooni, millega failikirjeldajale määratakse mitteblokeeriv režiim.

Koodinäide: Asünkroonne I/O

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>

int main() {
    int fd = open("example.txt", O_RDONLY);
    if (fd == -1) {
        perror("Faili avamine ebaõnnestus");
        return 1;
    }

    // Mitteblokeeriva režiimi seadistamine
    int flags = fcntl(fd, F_GETFL, 0);
    if (fcntl(fd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK) == -1) {
        perror("Mitteblokeeriva režiimi seadmine ebaõnnestus");
        close(fd);
        return 1;
    }

    char buffer[128];
    ssize_t bytesRead;

    while ((bytesRead = read(fd, buffer, sizeof(buffer) - 1)) != 0) {
        if (bytesRead > 0) {
            buffer[bytesRead] = '\0';
            printf("Loetud andmed: %s\n", buffer);
        } else if (bytesRead == -1 && errno == EAGAIN) {
            printf("Hetkel andmeid pole, proovi hiljem uuesti\n");
        } else if (bytesRead == -1) {
            perror("Lugemisviga");
            break;
        }
    }

    close(fd);
    return 0;
}

Koodi selgitus

Mitteblokeeriva režiimi määramine

fcntl abil lisatakse O_NONBLOCK lipp failikirjeldajale.

Veakäitlus

Kui andmeid pole veel saadaval, seatakse errno väärtuseks EAGAIN või EWOULDBLOCK.

Korduv lugemine

Asünkroonses režiimis tuleb vajadusel read funktsiooni kutsuda korduvalt.

Suurte andmete efektiivne lugemine

Suurte failide töötlemisel on oluline puhvri suuruse ja mälu kasutuse optimeerimine.

Tehnika 1: Puhvri suuruse optimeerimine

Suurem puhver vähendab süsteemikõnede arvu ja parandab jõudlust.
Üldiselt soovitatakse kasutada süsteemi lehe suurust (getpagesize() abil).

Koodinäide: Suur puhver

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int fd = open("largefile.bin", O_RDONLY);
    if (fd == -1) {
        perror("Faili avamine ebaõnnestus");
        return 1;
    }

    size_t bufferSize = 4096; // 4KB
    char *buffer = malloc(bufferSize);
    if (!buffer) {
        perror("Puhvri eraldamine ebaõnnestus");
        close(fd);
        return 1;
    }

    ssize_t bytesRead;
    while ((bytesRead = read(fd, buffer, bufferSize)) > 0) {
        printf("Loetud %zd baiti\n", bytesRead);
        // Lisa vajadusel töötlemisloogika
    }

    if (bytesRead == -1) {
        perror("Lugemisviga");
    }

    free(buffer);
    close(fd);
    return 0;
}

Binaarsete andmete lugemine

read funktsioon sobib hästi ka binaarfailide (nt pildid või käivitatavad failid) lugemiseks. Selliste andmete töötlemisel tuleb arvestada baitide järjekorra (endianness) ja struktuuride joondamisega.

Koodinäide: Binaarfaili lugemine

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

typedef struct {
    uint32_t id;
    float value;
} DataRecord;

int main() {
    int fd = open("data.bin", O_RDONLY);
    if (fd == -1) {
        perror("Faili avamine ebaõnnestus");
        return 1;
    }

    DataRecord record;
    ssize_t bytesRead;

    while ((bytesRead = read(fd, &record, sizeof(record))) > 0) {
        printf("ID: %u, Väärtus: %.2f\n", record.id, record.value);
    }

    if (bytesRead == -1) {
        perror("Lugemisviga");
    }

    close(fd);
    return 0;
}

Koodi selgitus

Struktuuri lugemine

Kasutatakse read funktsiooni, et lugeda korraga terve struktuur.

Andmete töötlemine

Struktuuri liikmeid saab otse kasutada andmete väljastamiseks või töötlemiseks.

Endianness

Kui fail on loodud teises platvormis, võib osutuda vajalikuks baitide järjekorra teisendamine.

Rakendusnäidete kokkuvõte

read funktsiooni rakendamine võimaldab lahendada keerukaid programmeerimisülesandeid efektiivselt. Asünkroonne I/O suurendab ressursikasutuse tõhusust ning suure andmemahu või binaarfailide lugemine muutub paindlikumaks ja töökindlamaks.

5. `read` funktsiooni kasutamisel tähelepanekud

read on paindlik ja võimas tööriist, kuid selle kasutamisel tuleb arvestada mitmete oluliste aspektidega. Selles jaotises selgitame, kuidas kasutada read funktsiooni turvaliselt ja tõhusalt.

Puhvri ületäitumise vältimine

Kui read loeb rohkem andmeid, kui puhver mahutab, võib tekkida mälurike (buffer overflow). See võib põhjustada programmi krahhi või turvanõrkusi.

Kuidas ennetada

Õige puhvri suurus

Puhver peaks olema piisavalt suur eeldatava andmemahu jaoks.
count argumendina tuleks alati anda väärtus, mis on väiksem või võrdne puhvri suurusega.

Puhvri lõpetamine

Kui töötled andmeid stringina, lisa alati lõppu '\0'.

Koodinäide: Turvaline puhvri kasutus

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

int main() {
    char buffer[128];
    int fd = open("example.txt", O_RDONLY);
    if (fd == -1) {
        perror("Faili avamine ebaõnnestus");
        return 1;
    }

    ssize_t bytesRead = read(fd, buffer, sizeof(buffer) - 1);
    if (bytesRead == -1) {
        perror("Faili lugemine ebaõnnestus");
        close(fd);
        return 1;
    }

    buffer[bytesRead] = '\0'; // Lisa lõputähis
    printf("Loetud andmed: %s\n", buffer);

    close(fd);
    return 0;
}

EOF (faili lõpp) käsitlemine

Kui read tagastab väärtuse 0, tähendab see, et jõuti faili lõppu (EOF). See on normaalne olukord. Kui EOF-i ei käsitleta õigesti, võib programm jääda lõputusse tsüklisse.

Õige lähenemine EOF-i käsitlemisel

Tagastusväärtuse kontrollimine

Kui väärtus on 0, pole enam andmeid lugeda.

Tsükli tingimus

EOF-i töötlemiseks kasuta tsüklis tingimust bytesRead > 0.

Koodinäide: EOF käsitlemine

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

int main() {
    char buffer[128];
    int fd = open("example.txt", O_RDONLY);
    if (fd == -1) {
        perror("Faili avamine ebaõnnestus");
        return 1;
    }

    ssize_t bytesRead;
    while ((bytesRead = read(fd, buffer, sizeof(buffer) - 1)) > 0) {
        buffer[bytesRead] = '\0';
        printf("Loetud: %s\n", buffer);
    }

    if (bytesRead == -1) {
        perror("Lugemisviga");
    }

    close(fd);
    return 0;
}

Osaline lugemine ja tõrkeotsing

read ei pruugi alati korraga lugeda kõiki määratud baite. See on eriti tavaline soklite ja torude puhul, kus andmete saabumine võib viibida.

Põhjused

Signaalide katkestus

Kui süsteemikõne katkestatakse signaaliga, võib lugemine peatuda.

Mitteblokeeriv režiim

Mitteblokeerivas režiimis tagastab read kohe, isegi kui andmeid veel pole.

Puhvri suuruse piirang

Kui andmed ei mahu korraga puhvri sisse, tuleb neid lugeda mitu korda.

Lahendused

Korduv lugemine

Tee tsükkel, mis loeb andmeid seni, kuni kogu info on käes.

Veakoodide kontrollimine

Kasuta errno väärtusi nagu EINTR ja EAGAIN, et rakendada õige käitumine.

Koodinäide: Osalise lugemise käsitlemine

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>

int main() {
    char buffer[128];
    int fd = open("example.txt", O_RDONLY);
    if (fd == -1) {
        perror("Faili avamine ebaõnnestus");
        return 1;
    }

    ssize_t bytesRead;
    size_t totalBytesRead = 0;

    while ((bytesRead = read(fd, buffer + totalBytesRead, sizeof(buffer) - totalBytesRead - 1)) > 0) {
        totalBytesRead += bytesRead;
    }

    if (bytesRead == -1 && errno != EINTR) {
        perror("Lugemisviga");
    } else {
        buffer[totalBytesRead] = '\0';
        printf("Kokku loetud: %s\n", buffer);
    }

    close(fd);
    return 0;
}

Tähelepanekute kokkuvõte

Puhvri suurus: määra alati piisavalt suur puhver ja hoia turvalisus.
EOF tuvastamine: kasuta õigesti tagastusväärtust, et vältida lõputuid tsükleid.
Osaline lugemine: kasuta korduvat lugemist ja kontrolli veakoode.

Nende põhimõtete järgimine aitab read funktsiooni kasutada turvaliselt ja tõhusalt.

6. Korduma kippuvad küsimused (FAQ)

Siin käsitleme C-keele read funktsiooniga seotud tüüpilisi küsimusi ja lahendusi. Need aitavad nii algajatel kui ka kesktasemel programmeerijatel süvendada arusaamist funktsiooni kasutamisest.

Q1. Mis vahe on `read` ja `fread` funktsioonidel?

Vastus:

read funktsioon:
Süsteemikõne, mis suhtleb otse operatsioonisüsteemiga.
Kasutab failikirjeldajat ja võimaldab madala taseme I/O-d.
Paindlik, kuid nõuab veakäitlust ja puhvri haldamist.
fread funktsioon:
Kõrgema taseme funktsioon standardses C-teegis.
Kasutab failipointerit ja töötab voogude tasandil.
Puhvri haldus toimub automaatselt, lihtsam kasutada.

Millal kumbagi kasutada:

read: sobib süsteemiprogrammeerimiseks ja soklite puhul, kui on vaja madalat taset kontrollida.
fread: sobib tavaliste failide lugemiseks, kus mugavus on tähtsam kui paindlikkus.

Q2. Kui `read` tagastab 0, kas see tähendab viga?

Vastus:

Ei, kui read tagastab 0, tähendab see EOF (End of File – faili lõpp). See on normaalne ja näitab, et kõik andmed on loetud.

Kuidas käituda:

Kui read tagastab 0, tuleb lugemisprotsess lõpetada.
Tsüklis kasutades kasuta tingimust bytesRead > 0.

Q3. Kuidas kasutada `read` funktsiooni mitteblokeerivas režiimis?

Vastus:

Mitteblokeerivas režiimis tagastab read kohe, isegi kui andmeid veel pole. Selle seadistamiseks kasutatakse fcntl funktsiooni.

Koodinäide:

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>

int main() {
    int fd = open("example.txt", O_RDONLY);
    if (fd == -1) {
        perror("Faili avamine ebaõnnestus");
        return 1;
    }

    // Mitteblokeeriva režiimi seadmine
    int flags = fcntl(fd, F_GETFL, 0);
    if (fcntl(fd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK) == -1) {
        perror("Režiimi muutmine ebaõnnestus");
        close(fd);
        return 1;
    }

    char buffer[128];
    ssize_t bytesRead = read(fd, buffer, sizeof(buffer));

    if (bytesRead == -1 && errno == EAGAIN) {
        printf("Andmed pole hetkel saadaval\n");
    } else if (bytesRead > 0) {
        buffer[bytesRead] = '\0';
        printf("Loetud andmed: %s\n", buffer);
    }

    close(fd);
    return 0;
}

Märkus:

Kui andmeid pole, tagastab read -1 ja errno väärtuseks saab EAGAIN või EWOULDBLOCK.
Mitteblokeeriv režiim eeldab sageli sündmustepõhist programmeerimist.

Q4. Mida teha, kui `read` tagastab `-1`?

Vastus:

Kui read tagastab -1, tähendab see viga. Täpne põhjus on leitav globaalsest muutujast errno.

Levinumad veakoodid:

EINTR: lugemine katkestati signaaliga – proovige uuesti.
EAGAIN või EWOULDBLOCK: mitteblokeerivas režiimis pole andmeid saadaval.
Muud vead: nt vigane failikirjeldaja (EBADF).

Näide:

if (bytesRead == -1) {
    if (errno == EINTR) {
        // Korda lugemist
    } else {
        perror("Lugemine ebaõnnestus");
    }
}

Q5. Kuidas töödelda väga suuri faile `read` funktsiooniga?

Vastus:

Suurte failide puhul tuleb lugeda andmeid osade kaupa.

Jaga lugemine plokkideks

Määra puhver ja loe andmeid korduvate read väljakutsetega.

Mälu kasutuse optimeerimine

Kasuta malloc funktsiooni, kui vajad dünaamilist puhvrit.

Koodinäide:

char buffer[4096];
while ((bytesRead = read(fd, buffer, sizeof(buffer))) > 0) {
    // Töötle andmeid
}

Q6. Miks `read` mõnikord tagastab ainult osa andmetest?

Vastus:

Võimalikud põhjused:

Osaline lugemine

Eriti soklite ja torude puhul ei pruugi kogu andmehulk olla korraga saadaval.

Signaalide katkestus

Lugemine võib katkeda signaali tõttu.

Mitteblokeeriv režiim

Kui andmeid pole piisavalt, tagastatakse kohe.

Kuidas lahendada:

Korda read väljakutset seni, kuni kogu vajalik andmehulk on loetud.
Käsitle veakoode õigesti (nt EINTR, EAGAIN).

FAQ kokkuvõte

Need küsimused ja vastused aitavad lahendada tüüpilisi probleeme, mis tekivad read funktsiooni kasutamisel. Eriti oluline on mõista veakäitlust, mitteblokeeriva režiimi käitumist ja EOF-i töötlemist.

7. Kokkuvõte

Selles artiklis vaatasime põhjalikult üle C-keele read funktsiooni – alates põhikasutusest kuni rakenduslike näidete, tähelepanekute ja KKK-ni. Järgnevalt kordame peamised punktid.

`read` funktsiooni põhiülevaade

Üldine kirjeldus:
read on madala taseme I/O funktsioon, mis loeb andmeid failikirjeldaja abil.
Süntaks:

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

Põhiomadused:
Paindlik ja sobib failide, seadmete ning soklite andmeside jaoks.
On süsteemikõne, mis eeldab veakäitlust ja puhvri haldamist.

Peamised kasutusnäited

Failist lugemine:
Faili avamine ja sisu lugemine tsükli abil kuni EOF-ini.
Standard-sisend:
Kasutaja sisendi lugemine ja töötlemine.
Soklite puhul:
Serveri ja kliendi vahelise andmeside näited.

Rakenduslik kasutus

Asünkroonne I/O:
Failikirjeldaja seadistamine mitteblokeerivaks fcntl abil.
Suurte andmete töötlemine:
Optimeeritud puhvrisuuruse ja mälu kasutuse olulisus.
Binaarsete andmete lugemine:
Struktuuride lugemine ja endianness’i arvestamine.

Tähtsad tähelepanekud ja tõrkeotsing

Puhvri ületäitumise vältimine:
Seadista puhvri suurus õigesti.
EOF töötlemine:
read tagastab 0 faili lõpus.
Osaline lugemine:
Soklite ja mitteblokeeriva režiimi korral kasuta korduvat lugemist.

KKK-st lahendatud peamised küsimused

read vs fread

read = madala taseme I/O, fread = kõrgema taseme I/O.

Mitteblokeeriv režiim

Kasuta fcntl ja kontrolli errno väärtusi.

Veakäitluse parimad praktikad

Käsitle errno koodid õigesti (EINTR, EAGAIN jne).

Mida sellest artiklist õppisid

Põhikasutus:
Kuidas lugeda andmeid failidest ja sisendseadmetest turvaliselt.
Rakendused:
Asünkroonne I/O, suurte ja binaarsete andmete töötlemine.
Veakäitlus:
Kuidas käsitleda osalist lugemist ja EOF-i.

Järgmised sammud õppimiseks

Pärast read funktsiooniga tutvumist on kasulik edasi õppida järgmisi teemasid:

write funktsioon:
Madala taseme andmete kirjutamine failidesse ja seadmetesse.
open ja close funktsioonid:
Failihalduse põhitõed.
Asünkroonne programmeerimine:
Sündmustepõhine arhitektuur ja efektiivsem I/O töötlemine.

Lõppsõna

read funktsioon on C-keeles failide ja seadmete käsitlemisel hädavajalik tööriist. Selle paindlikkus ja jõudlus tulevad hästi esile, kui seda kasutatakse õigesti ja turvaliselt. Loodetavasti aitab see artikkel nii algajatel kui ka kesktasemel programmeerijatel read funktsiooni täiel määral omandada.

C-keele read funktsioon: põhjalik juhend algajatele ja edasijõudnutele

1. Sissejuhatus

Mis on C-keele read funktsioon?

Erinevus teistest I/O funktsioonidest

Artiklis käsitletavad teemad

2. read funktsiooni põhialused

read funktsiooni prototüüp

Argumentide selgitus

Tagastusväärtus

Põhiline kasutusnäide

Koodinäide

Koodi selgitus

Mida arvestada read funktsiooni kasutamisel

Puhvri suurus ja turvalisus

EOF (faili lõpp) käsitlemine

Osaline lugemine

3. read funktsiooni kasutusnäited

Faili põhjalik lugemine

Koodinäide: Tekstifaili lugemine

Koodi selgitus

Andmete lugemine standard-sisendist

Koodinäide: Kasutaja sisendi lugemine

Koodi selgitus

Andmete vastuvõtt sokli kaudu

Koodinäide: Andmete lugemine soklist

Koodi selgitus

Näidete kokkuvõte

4. read funktsiooni rakendused

Asünkroonse I/O kasutamine

Asünkroonse režiimi seadistamine

Koodinäide: Asünkroonne I/O

Koodi selgitus

Suurte andmete efektiivne lugemine

Tehnika 1: Puhvri suuruse optimeerimine

Koodinäide: Suur puhver

Binaarsete andmete lugemine

Koodinäide: Binaarfaili lugemine

Koodi selgitus

Rakendusnäidete kokkuvõte

5. read funktsiooni kasutamisel tähelepanekud

Puhvri ületäitumise vältimine

Kuidas ennetada

Koodinäide: Turvaline puhvri kasutus

EOF (faili lõpp) käsitlemine

Õige lähenemine EOF-i käsitlemisel

Koodinäide: EOF käsitlemine

Osaline lugemine ja tõrkeotsing

Põhjused

Lahendused

Koodinäide: Osalise lugemise käsitlemine

Tähelepanekute kokkuvõte

6. Korduma kippuvad küsimused (FAQ)

Q1. Mis vahe on read ja fread funktsioonidel?

Vastus:

Millal kumbagi kasutada:

Q2. Kui read tagastab 0, kas see tähendab viga?

Vastus:

Kuidas käituda:

Q3. Kuidas kasutada read funktsiooni mitteblokeerivas režiimis?

Vastus:

Koodinäide:

Märkus:

Q4. Mida teha, kui read tagastab -1?

Vastus:

Levinumad veakoodid:

Näide:

Q5. Kuidas töödelda väga suuri faile read funktsiooniga?

Vastus:

Koodinäide:

Q6. Miks read mõnikord tagastab ainult osa andmetest?

Vastus:

Kuidas lahendada:

FAQ kokkuvõte

7. Kokkuvõte

read funktsiooni põhiülevaade

Peamised kasutusnäited

Rakenduslik kasutus

Tähtsad tähelepanekud ja tõrkeotsing

KKK-st lahendatud peamised küsimused

Mida sellest artiklist õppisid

Mis on C-keele `read` funktsioon?

2. `read` funktsiooni põhialused

`read` funktsiooni prototüüp

Mida arvestada `read` funktsiooni kasutamisel

3. `read` funktsiooni kasutusnäited

4. `read` funktsiooni rakendused

5. `read` funktsiooni kasutamisel tähelepanekud

Q1. Mis vahe on `read` ja `fread` funktsioonidel?

Q2. Kui `read` tagastab 0, kas see tähendab viga?

Q3. Kuidas kasutada `read` funktsiooni mitteblokeerivas režiimis?

Q4. Mida teha, kui `read` tagastab `-1`?

Q5. Kuidas töödelda väga suuri faile `read` funktsiooniga?

Q6. Miks `read` mõnikord tagastab ainult osa andmetest?

`read` funktsiooni põhiülevaade