使用 fread() 从结构中读取元素答案

【问题标题】：Reading elements from a struct with fread()使用 fread() 从结构中读取元素
【发布时间】：2013-04-24 13:08:49
【问题描述】：

我正在尝试读取 BMP 文件的标题，然后显示其内容。

struct BMP *bmp;
bmp = (struct BMP*)malloc(sizeof(struct BMP));
    if(bmp)
    {
        fread(bmp,sizeof(struct BMP),1,bmpFile); //This does not work for me

        //Then we display the contents
        printf("#######CABECALHO DE UM ARQUIVO .BMP (BITMAP)#########\n");
        printf("\n");
        printf("Tipo de Arquivo (2 bytes): %c%c\n", bmp->id[0],bmp->id[1]);
        printf("Tamanho do arquivo (4 bytes): %d Kb\n",bmp->filesize/1024);
        printf("Reservado1 (2 bytes): %x\n",bmp->reserved[0]);
        printf("Reservado2 (2 bytes): %x\n",bmp->reserved[1]);
        printf("Tamanho do Cabecalho BMP: %d\n",bmp->headersize);
        printf("Tamanho do Info Header (4 bytes): %d\n", bmp->infosize);
        printf("Largura: (4 bytes): %d\n", bmp->width);
        printf("Altura: (4 bytes): %d\n", bmp->height);
        printf("Plane: (2 bytes): %x\n", bmp->plane);
        printf("Bits por Pixel: (2 bytes): %x\n", bmp->bits);
        printf("Compressao: (4 bytes): %d\n", bmp->compression);
        printf("Tamanho da Imagem: (4 bytes): %d\n", bmp->imagesize/1024);
        printf("X: (4 bytes): %d\n", bmp->x);
        printf("Y: (4 bytes): %d\n", bmp->y);
        printf("Nro de Cores : (4 bytes): %d\n", bmp->clrUsed);
        printf("Nro de Cores Importantes : (4 bytes): %d\n", bmp->clrImportant);
        printf("\n");
        printf("#######FIM DO CABECALHO TOTAL DE 50 BYTES#########");
   }

但是它显示给我的唯一准确信息是前 2 个字节，所有其他值都不正确。

如果不是读取整个结构

struct fread(bmp,sizeof(struct BMP),1,bmpFile);

我一次读取每个元素

        fread(&bmp->id[0],sizeof(char),1,bmpFile);
        fread(&bmp->id[1],sizeof(char),1,bmpFile);
        fread(&bmp->filesize,sizeof(int),1,bmpFile);
        fread(&bmp->reserved[0],sizeof(short),1,bmpFile);
        fread(&bmp->reserved[1],sizeof(short),1,bmpFile);
        fread(&bmp->headersize,sizeof(int),1,bmpFile);
        fread(&bmp->infosize,sizeof(int),1,bmpFile);
        fread(&bmp->width,sizeof(int),1,bmpFile);
        fread(&bmp->height,sizeof(int),1,bmpFile);
        fread(&bmp->plane,sizeof(short),1,bmpFile);
        fread(&bmp->bits,sizeof(short),1,bmpFile);
        fread(&bmp->compression,sizeof(int),1,bmpFile);
        fread(&bmp->imagesize,sizeof(int),1,bmpFile);
        fread(&bmp->x,sizeof(int),1,bmpFile);
        fread(&bmp->y,sizeof(int),1,bmpFile);
        fread(&bmp->clrUsed,sizeof(int),1,bmpFile);
        fread(&bmp->clrImportant,sizeof(int),1,bmpFile);

然后所有值都正确显示... 所以我的问题是为什么当我一次阅读整个结构时会发生不同的情况。

【问题讨论】：

你是用二进制模式打开文件的吗？

标签： c fread

【解决方案1】：

可能由于结构中的内部填充，最初的尝试是使用结构进行二进制 I/O 的一种非常糟糕且不安全的方式。

最好将众所周知的字节数加载到字节缓冲区中，然后解码每个字段并将其复制到内存中的结构中。

还要注意你shouldn't cast the return value of malloc() in C。

【讨论】：

【解决方案2】：

问题出在你的 struct BMP 中，为什么不使用现成的定义，例如WinGDI.h中的那个

#pragma pack(push,1)
typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{
        DWORD      biSize;
        LONG       biWidth;
        LONG       biHeight;
        WORD       biPlanes;
        WORD       biBitCount;
        DWORD      biCompression;
        DWORD      biSizeImage;
        LONG       biXPelsPerMeter;
        LONG       biYPelsPerMeter;
        DWORD      biClrUsed;
        DWORD      biClrImportant;
} BITMAPINFOHEADER, FAR *LPBITMAPINFOHEADER, *PBITMAPINFOHEADER;
#pragma pack(pop)

【讨论】：

@Renato，只是一个警告：防止你的结构被填充会降低性能（由于未对齐的内存访问）。

【解决方案3】：

那是因为结构被填充了。这意味着结构的大小将不等于结构中每个单独元素的大小之和。这是对align the bytes 进行的，以提高性能。

C11 standard 的第 6.2.6.1 节说：

当值存储在结构或联合类型的对象中时，包括在成员中对象，对应于任何填充字节的对象表示的字节采用未指定的值。

简而言之，结构的填充是未指定的行为。这意味着任何实现都可以在不记录的情况下做任何事情。

【讨论】：

【解决方案4】：

如果你想让它工作，即使考虑到阅读整个结构是不正确的，你在定义你的结构时应该非常小心，以完全控制焊盘。

您的结构应该看起来像这样（如果您有 32 位平台）。

struct BMP
{
unsigned char id[];
unsigned short filesize_1;  

/* here we need to control the pads to make sure it will fit to our platform.
/ also, the order of msb and lsb may change according to the platform. */

unsigned short filesize_2;  // Now start a new int.
...
}

稍后您需要操作数据以获得正确的值。

但请记住，这取决于平台，通常不值得这么痛苦。

【讨论】：