Qual é o fundamento lógico para fread / fwrite pegar tamanho e contar como argumentos?

Tivemos uma discussão aqui no trabalho sobre por que fread e fwrite assumem um tamanho por membro e contam e retornam o número de membros lidos / escritos em vez de apenas pegar um buffer e tamanho. O único uso que podemos sugerir é se você quiser ler / gravar um conjunto de estruturas que não são divisíveis uniformemente pelo alinhamento da plataforma e, portanto, foram preenchidas, mas que não podem ser tão comuns a ponto de justificar essa escolha no design.

De FREAD (3) :

A função fread () lê nmemb elementos de dados, cada um com tamanho em bytes, do fluxo apontado por stream, armazenando-os no local fornecido por ptr.

A função fwrite () grava nmemb elementos de dados, cada tamanho bytes de comprimento, para o fluxo apontado por stream, obtendo-os da localização fornecida por ptr.

fread () e fwrite () retornam o número de itens lidos ou gravados com sucesso (ou seja, não o número de caracteres). Se ocorrer um erro ou se o fim do arquivo for atingido, o valor de retorno será uma contagem curta de itens (ou zero).

É baseado em como o fread é implementado.

A Especificação Única do UNIX diz

Para cada objeto, chamadas de tamanho devem obrigatoriamente ser feitas para a função fgetc () e os resultados armazenados, na ordem de leitura, em um array de caracteres sem sinal sobrepondo exatamente o objeto.

fgetc também tem esta nota:

Uma vez que fgetc () opera em bytes, a leitura de um caractere que consiste em vários bytes (ou "um caractere multibyte") pode exigir várias chamadas para fgetc ().

Claro, isso é anterior a codificações sofisticadas de caracteres de bytes variáveis ​​como UTF-8.

O SUS observa que isso é, na verdade, retirado dos documentos ISO C.

A diferença em fread (buf, 1000, 1, stream) e fread (buf, 1, 1000, stream) é que, no primeiro caso, você obtém apenas um pedaço de 1000 bytes ou nuthin, se o arquivo for menor e no segundo caso, você obtém tudo no arquivo com menos de e até 1000 bytes.

Isso é pura especulação, entretanto, no passado (alguns ainda estão por aí), muitos sistemas de arquivos não eram simples fluxos de bytes em um disco rígido.

Muitos sistemas de arquivos eram baseados em registros, portanto, para satisfazer tais sistemas de arquivos de maneira eficiente, você terá que especificar o número de itens ("registros"), permitindo que fwrite / fread opere no armazenamento como registros, não apenas fluxos de bytes.

Aqui, deixe-me corrigir essas funções:

size_t fread_buf( void* ptr, size_t size, FILE* stream)
{
    return fread( ptr, 1, size, stream);
}


size_t fwrite_buf( void const* ptr, size_t size, FILE* stream)
{
    return fwrite( ptr, 1, size, stream);
}

Quanto a uma justificativa para os parâmetros para fread()/fwrite() , perdi minha cópia de K&R há muito tempo, então só posso adivinhar. Acho que uma resposta provável é que Kernighan e Ritchie podem ter simplesmente pensado que a execução de E / S binárias seria feita de maneira mais natural em matrizes de objetos. Além disso, eles podem ter pensado que o bloco de E / S seria mais rápido / fácil de implementar ou qualquer outra coisa em algumas arquiteturas.

Mesmo que o padrão C especifique que fread()e fwrite()seja implementado em termos de fgetc()e fputc(), lembre-se de que o padrão passou a existir muito depois de C ser definido por K&R e que as coisas especificadas no padrão podem não estar nas idéias originais dos designers. É até possível que as coisas ditas em "The C Programming Language" da K&R não sejam as mesmas de quando a linguagem estava sendo projetada pela primeira vez.

Finalmente, aqui está o que PJ Plauger tem a dizer sobre fread()em "The Standard C Library":

Se o size (segundo) argumento for maior que um, você não pode determinar se a função também lê size - 1caracteres adicionais além do que relata. Como regra, é melhor chamar a função como, em fread(buf, 1, size * n, stream);vez de fread(buf, size, n, stream);

Basicamente, ele está dizendo que fread()a interface está quebrada. Pois fwrite()ele observa que, "Erros de escrita são geralmente raros, então esta não é uma grande lacuna" - uma afirmação com a qual eu não concordaria.

Provavelmente isso remonta à maneira como a E / S do arquivo foi implementada. (naquela época) Pode ter sido mais rápido gravar / ler arquivos em blocos do que gravar tudo de uma vez.

Ter argumentos separados para tamanho e contagem pode ser vantajoso em uma implementação que pode evitar a leitura de quaisquer registros parciais. Se alguém fosse usar leituras de byte único de algo como um tubo, mesmo se estivesse usando dados de formato fixo, seria necessário permitir a possibilidade de um registro ser dividido em duas leituras. Se pudesse, em vez disso, solicitar uma leitura sem bloqueio de até 40 registros de 10 bytes cada quando houver 293 bytes disponíveis, e fazer com que o sistema retornasse 290 bytes (29 registros inteiros), deixando 3 bytes prontos para a próxima leitura, ser muito mais conveniente.

Não sei até que ponto as implementações de fread podem lidar com essa semântica, mas certamente poderiam ser úteis em implementações que poderiam prometer suportá-las.

Acho que é porque C não tem sobrecarga de função. Se houvesse algum, o tamanho seria redundante. Mas em C você não pode determinar o tamanho de um elemento do array, você tem que especificar um.

Considere isto:

int intArray[10];
fwrite(intArray, sizeof(int), 10, fd);

Se fwrite aceitasse o número de bytes, você poderia escrever o seguinte:

int intArray[10];
fwrite(intArray, sizeof(int)*10, fd);

Mas é simplesmente ineficiente. Você terá sizeof (int) vezes mais chamadas de sistema.

Outro ponto que deve ser levado em consideração é que normalmente você não quer que uma parte de um elemento de array seja gravada em um arquivo. Você quer o inteiro inteiro ou nada. fwrite retorna uma série de elementos escritos com sucesso. Então, se você descobrir que apenas 2 bytes baixos de um elemento são escritos, o que você faria?

Em alguns sistemas (devido ao alinhamento), você não pode acessar um byte de um inteiro sem criar uma cópia e deslocar.