[C言語] ファイルを途中から読み込みする方法を解説

Q: fseekとrewindの違いは？

fseekとrewindはどちらもファイルポインタの位置を変更するための関数ですが、用途と動作が異なります。 fseek : ファイル内の任意の位置に移動するために使用します。 fseekは、ファイルの先頭、現在位置、または終端からのオフセットを指定して移動できます。 例：fseek(file, 0, SEEK_SET);でファイルの先頭に移動します。 rewind : ファイルポインタをファイルの先頭に戻すための簡便な方法です。 rewindは、fseek(file, 0, SEEK_SET);と同等ですが、エラーを返さない点が異なります。 例：rewind(file);でファイルの先頭に移動します。

Q: ファイルの終端を確認する方法は？

ファイルの終端を確認するには、feof関数を使用します。 feofは、ファイルポインタがファイルの終端に達したかどうかを判定します。 使用例 : while (!feof(file)) { /* 読み込み処理 */ } 注意点 : feofは、ファイルの終端に達した後にtrueを返すため、読み込み操作の後にチェックする必要があります。

Q: 読み込みエラーが発生した場合の対処法は？

ファイルの読み込み中にエラーが発生した場合、ferror関数を使用してエラーの有無を確認できます。 エラーが発生した場合は、適切なエラーメッセージを表示し、必要に応じてリソースを解放してプログラムを終了します。 使用例： if (ferror(file)) { /* エラー処理 */ } エラーが発生した場合は、ファイルポインタを閉じる、メモリを解放する、ログを記録するなどの処理を行います。

C言語でファイルを途中から読み込むには、標準ライブラリの関数を活用します。まず、fopen関数でファイルを開きます。

次に、fseek関数を使用して、ファイル内の読み込み開始位置を指定します。fseekは、ファイルの先頭からのオフセットをバイト単位で指定でき、SEEK_SETを用いて絶対位置を設定します。

その後、fread関数を使ってデータを読み込みます。これにより、指定した位置から効率的にデータを取得できます。

最後に、fclose関数でファイルを閉じることを忘れないようにしましょう。

この記事でわかること

fseek関数の使い方とその引数の意味
ftell関数を用いたファイル位置の確認方法
fread関数によるデータの効率的な読み込み
テキストファイルやバイナリファイルの途中からのデータ取得方法

目次から探す

ファイルを途中から読み込む方法

fseek関数の基本

fseekの使い方と引数

fseek関数は、ファイルポインタの位置を変更するために使用されます。

以下は、fseek関数の基本的な使い方です。

#include <stdio.h>
int main() {
    FILE *file = fopen("example.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        perror("ファイルを開けません");
        return 1;
    }
    // ファイルの先頭から10バイト目に移動
    fseek(file, 10, SEEK_SET);
    // 現在の位置から5バイト進む
    fseek(file, 5, SEEK_CUR);
    // ファイルの終端から10バイト前に移動
    fseek(file, -10, SEEK_END);
    fclose(file);
    return 0;
}

fseek関数は3つの引数を取ります：

FILE *stream: ファイルポインタ
long offset: 移動するバイト数
int whence: 基準位置SEEK_SET, SEEK_CUR, SEEK_END

SEEK_SET, SEEK_CUR, SEEK_ENDの違い

fseek関数の第3引数であるwhenceには、以下の3つの定数を使用します。

スクロールできます

定数	説明
SEEK_SET	ファイルの先頭からのオフセット
SEEK_CUR	現在のファイル位置からのオフセット
SEEK_END	ファイルの終端からのオフセット

これらの定数を使うことで、ファイル内の任意の位置に移動することができます。

ftell関数で現在位置を確認

ftellの使い方

ftell関数は、ファイルポインタの現在位置を取得するために使用されます。

以下は、ftell関数の基本的な使い方です。

#include <stdio.h>
int main() {
    FILE *file = fopen("example.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        perror("ファイルを開けません");
        return 1;
    }
    // 現在のファイル位置を取得
    long position = ftell(file);
    printf("現在のファイル位置: %ld\n", position);
    fclose(file);
    return 0;
}

ftell関数は、ファイルポインタの現在位置をバイト単位で返します。

ファイル位置の取得と活用

ftell関数を使用することで、ファイル内の現在位置を確認し、必要に応じてその位置を基準に処理を行うことができます。

例えば、ファイルの特定の位置からデータを読み込む際に、現在位置を確認してからfseekで移動することが可能です。

fread関数でデータを読み込む

freadの基本的な使い方

fread関数は、ファイルからバイナリデータを読み込むために使用されます。

以下は、fread関数の基本的な使い方です。

#include <stdio.h>
int main() {
    FILE *file = fopen("example.txt", "rb");
    if (file == NULL) {
        perror("ファイルを開けません");
        return 1;
    }
    char buffer[100];
    size_t bytesRead = fread(buffer, sizeof(char), sizeof(buffer), file);
    printf("読み込んだバイト数: %zu\n", bytesRead);
    fclose(file);
    return 0;
}

fread関数は4つの引数を取ります：

void *ptr: データを格納するバッファ
size_t size: 読み込むデータのサイズ
size_t count: 読み込むデータの個数
FILE *stream: ファイルポインタ

バッファサイズと読み込み量の調整

fread関数を使用する際には、バッファサイズと読み込み量を適切に設定することが重要です。

バッファサイズが小さすぎると、データが正しく読み込めない可能性があります。

逆に大きすぎると、メモリを無駄に消費することになります。

データのサイズやファイルの構造に応じて、適切なバッファサイズを選択しましょう。

実践例：ファイルの途中からデータを取得

テキストファイルの途中から読み込む

行単位での読み込み

テキストファイルを行単位で読み込む場合、fgets関数を使用します。

特定の行から読み込みを開始するには、fseekと組み合わせて使用します。

#include <stdio.h>
int main() {
    FILE *file = fopen("example.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        perror("ファイルを開けません");
        return 1;
    }
    char line[256];
    int lineNumber = 0;
    int targetLine = 5; // 読み込みを開始する行番号
    // 指定した行まで読み飛ばす
    while (fgets(line, sizeof(line), file) != NULL) {
        lineNumber++;
        if (lineNumber == targetLine) {
            break;
        }
    }
    // 指定した行から読み込み
    while (fgets(line, sizeof(line), file) != NULL) {
        printf("%s", line);
    }
    fclose(file);
    return 0;
}

この例では、5行目からファイルの内容を読み込みます。

fgetsを使って行を読み飛ばし、指定した行から出力を開始します。

特定の文字列からの読み込み

特定の文字列から読み込みを開始するには、fgetsで行を読み込みながら文字列を検索します。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
    FILE *file = fopen("example.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        perror("ファイルを開けません");
        return 1;
    }
    char line[256];
    const char *targetString = "START"; // 読み込みを開始する文字列
    // 特定の文字列を探す
    while (fgets(line, sizeof(line), file) != NULL) {
        if (strstr(line, targetString) != NULL) {
            break;
        }
    }
    // 特定の文字列から読み込み
    while (fgets(line, sizeof(line), file) != NULL) {
        printf("%s", line);
    }
    fclose(file);
    return 0;
}

この例では、”START”という文字列が見つかった行からファイルの内容を読み込みます。

バイナリファイルの途中から読み込む

バイナリデータの構造理解

バイナリファイルは、テキストファイルとは異なり、データがバイト単位で格納されています。

バイナリデータを正しく読み込むためには、そのデータ構造を理解する必要があります。

例えば、画像ファイルや音声ファイルなどは、特定のヘッダ情報やデータブロックで構成されています。

特定のオフセットからの読み込み

バイナリファイルの特定のオフセットからデータを読み込むには、fseekを使用してファイルポインタを移動させます。

#include <stdio.h>
int main() {
    FILE *file = fopen("example.bin", "rb");
    if (file == NULL) {
        perror("ファイルを開けません");
        return 1;
    }
    // ファイルの100バイト目から読み込み
    fseek(file, 100, SEEK_SET);
    unsigned char buffer[50];
    size_t bytesRead = fread(buffer, sizeof(unsigned char), sizeof(buffer), file);
    printf("読み込んだバイト数: %zu\n", bytesRead);
    fclose(file);
    return 0;
}

この例では、バイナリファイルの100バイト目から50バイト分のデータを読み込みます。

fseekを使ってオフセットを指定し、freadでデータを取得します。

バイナリデータを扱う際は、データの構造に応じて適切なバッファサイズを選択することが重要です。

応用例

大容量ファイルの効率的な読み込み

大容量ファイルを効率的に読み込むためには、メモリ使用量を最小限に抑えつつ、必要なデータを迅速に取得する方法が求められます。

以下のポイントを考慮すると良いでしょう。

バッファリング: 一度に大きなデータを読み込むのではなく、適切なサイズのバッファを使用して分割して読み込むことで、メモリの使用を抑えつつ効率的に処理できます。
非同期I/O: 非同期I/Oを使用することで、ファイルの読み込みと他の処理を並行して行うことが可能です。
メモリマッピング: mmapを使用してファイルをメモリにマッピングすることで、ファイルの一部を直接メモリ上で操作することができます。

以下は、バッファを使用して大容量ファイルを効率的に読み込む例です。

#include <stdio.h>
#define BUFFER_SIZE 1024
int main() {
    FILE *file = fopen("largefile.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        perror("ファイルを開けません");
        return 1;
    }
    char buffer[BUFFER_SIZE];
    while (fgets(buffer, sizeof(buffer), file) != NULL) {
        // 読み込んだデータを処理
        printf("%s", buffer);
    }
    fclose(file);
    return 0;
}

この例では、BUFFER_SIZEで指定したサイズのバッファを使用して、ファイルを分割して読み込んでいます。

ファイルの一部を編集する方法

ファイルの一部を編集するには、以下の手順を踏むことが一般的です。

一時ファイルの作成: 元のファイルを読み込み、一時ファイルに書き出します。
編集箇所の特定: 編集したい箇所を特定し、必要な変更を加えます。
一時ファイルの置き換え: 編集が完了した一時ファイルを元のファイルに置き換えます。

以下は、ファイルの一部を編集する例です。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
    FILE *file = fopen("example.txt", "r");
    FILE *tempFile = fopen("temp.txt", "w");
    if (file == NULL || tempFile == NULL) {
        perror("ファイルを開けません");
        return 1;
    }
    char line[256];
    const char *targetString = "old";
    const char *replacementString = "new";
    while (fgets(line, sizeof(line), file) != NULL) {
        char *pos = strstr(line, targetString);
        if (pos != NULL) {
            // 文字列を置き換え
            strncpy(pos, replacementString, strlen(replacementString));
        }
        fputs(line, tempFile);
    }
    fclose(file);
    fclose(tempFile);
    // 一時ファイルを元のファイルに置き換え
    remove("example.txt");
    rename("temp.txt", "example.txt");
    return 0;
}

この例では、”old”という文字列を”new”に置き換えています。

ファイルの途中からデータを解析する

ファイルの途中からデータを解析するには、fseekを使用して解析を開始する位置に移動し、freadやfgetsを用いてデータを読み込みます。

解析の内容は、データの種類や目的に応じて異なります。

以下は、バイナリファイルの特定の位置からデータを解析する例です。

#include <stdio.h>
int main() {
    FILE *file = fopen("data.bin", "rb");
    if (file == NULL) {
        perror("ファイルを開けません");
        return 1;
    }
    // 解析を開始するオフセット
    fseek(file, 128, SEEK_SET);
    unsigned char data[16];
    fread(data, sizeof(unsigned char), sizeof(data), file);
    // データを解析
    for (int i = 0; i < sizeof(data); i++) {
        printf("データ[%d]: %02x\n", i, data[i]);
    }
    fclose(file);
    return 0;
}

この例では、バイナリファイルの128バイト目から16バイト分のデータを読み込み、解析しています。

データの解析方法は、データの内容に応じて適切に実装します。