文本文件和二进制文件的区别

会有一股神秘感。 提交于 2019-12-22 00:38:46
文本文件:
 
文本文件是一种计算机文件,它是一种典型的顺序文件,其文件的逻辑结构又属于流式文件。
特别的是,文本文件是指以ASCII码方式(也称文本方式)存储的文件,更确切地说,英文、数字等字符存储的是ASCII码,而汉字存储的是机内码。文本文件中除了存储文件有效字符信息(包括能用ASCII码字符表示的回车、换行等信息)外,不能存储其他任何信息。
 
文本文件是一种由若干行字符构成的计算机文件。文本文件存在于计算机文件系统中。通常,通过在文本文件最后一行后放置文件结束标志来指明文件的结束。
文本文件是指一种容器,而纯文本是指一种内容。文本文件可以包含纯文本。
一般来说,计算机文件可以分为两类:文本文件和二进制文件。[2] 

格式

ASCII

ASCII标准使得

文件
只含有ASCII字符的文本文件可以在UnixMacintoshMicrosoft WindowsDOS和其它操作系统之间自由交互,而其它格式的文件是很难做到这一点的。但是,在这些操作系统中,换行符并不相同,处理非ASCII字符的方式也不一致。

MIME

文本文件在MIME标准中的类型为“text/plain”,此外,它通常还附加编码的信息。在Mac OS X出现前,当Resource fork指定某一个文件的类型为“TEXT”时,Mac OS就认为这个文件是文本文件。在Windows中,当一个文件的扩展名为“txt”时,系统就认为它是一个文本文件。此外,处于特殊的目的,有些文本文件使用其它的扩展名。例如,计算机的源代码也是文本文件,它们的后缀是用来指明它的程序语言的。

.txt

.txt是包含极少格式信息的文字文件的扩展名。.txt格式并没有明确的定义,它通常是指那些能够被系统终端或者简单的文本编辑器接受的格式。任何能读取文字的程序都能读取带有.txt扩展名的文件,因此,通常认为这种文件是通用的、跨平台的。
在英文文本文件中,ASCII字符集是最为常见的格式,而且在许多场合,它也是默认的格式。对于带重音符号的和其它的非ASCII字符,必须选择一种字符编码。在很多系统中,字符编码是由计算机的区域设置决定的。常见的字符编码包括支持许多欧洲语言的ISO 8859-1
由于许多编码只能表达有限的字符,通常它们只能用于表达几种语言。Unicode制定了一种试图能够表达所有已知语言的标准,Unicode字符集非常大,它囊括了大多数已知的字符集。Unicode有多种字符编码,其中最常见的是UTF-8,这种编码能够向后兼容ASCII,相同内容的的ASCII文本文件和UTF-8文本文件完全一致。

Windows的.txt文件

微软的MS-DOS和Windows采用了相同的文本文件格式,它们都使用CR和LF两个字符作为换行符,这两个字符对应的ASCII码分别为13和10。通常,最后一行文本并不以换行符(CR-LF标志)结尾,包括记事本在内的很多文本编辑器也不在文件的最后添加换行符。
大多数Windows文本文件使用ANSI、OEM或者Unicode编码。Windows所指的ANSI编码通常是1字节的ISO-8859编码,不过对于像中文、日文、朝鲜文这样的环境,需要使用2字节字符集。在过渡至Unicode前,Windows一直用ANSI作为系统默认的编码。而OEM编码,也是通常所说的MS-DOS代码页,是IBM为早期IBM个人电脑的文本模式显示系统定义的。在全屏的MS-DOS程序中同时使用了图形的和按行绘制的字符。新版本的Windows可以使用UTF-16LE和UTF-8之类的Unicode编码。

数据存储

由于结构简单,文本文件被广泛用于记录信息。它能够避免其它文件格式遇到的一些问题。此外,当文本文件中的部分信息出现错误时,往往能够比较容易的从错误中恢复出来,并继续处理其余的内容。文本文件的一个缺点是,它的往往较低,也就是说,可以用较小的存储空间记录这些信息。

与二进制文件比较

定义

计算机的存储在物理上是二进制的,所以文本文件与二进制文件的区别并不是物理上的,而是逻辑上的。这两者只是在编码层次上有差异。
简单来说,文本文件是基于字符编码的文件,常见的编码有ASCII编码,UNICODE编码等等。二进制文件是基于值编码的文件,你可以根据具体应用,指定某个值(可以看作是自定义编码)。
从上面可以看出文本文件基本上是定长编码的(也有非定长的编码如UTF-8),基于字符,每个字符在具体编码中是固定的,ASCII码是8个比特的编码,UNICODE一般占16个比特。而二进制文件可看成是变长编码的,因为是值编码,多少个比特代表一个值,完全由自己决定。

存取

文本工具打开一个文件,首先读取文件物理上所对应的二进制比特流,然后按照所选择的解码方式来解释这个流,然后将解释结果显示出来。一般来说,你选取的解码方式会是ASCII码形式(ASCII码的一个字符是8个比特),接下来,它8个比特8个比特地来解释这个文件流。记事本无论打开什么文件都按既定的字符编码工作(如ASCII码),所以当他打开二进制文件时,出现乱码也是很必然的一件事情了,解码和译码不对应。
文本文件的存储与其读取基本上是个逆过程。而二进制文件的存取与文本文件的存取差不多,只是编/解码方式不同而已。

优缺点

因为文本文件与二进制文件的区别仅仅是编码上不同,所以他们的优缺点就是编码的优缺点。一般认为,文本文件编码基于字符定长,译码容易;二进制文件编码是变长的,所以它灵活,存储利用率要高些,译码难一些(不同的二进制文件格式,有不同的译码方式)。
在windows下,文本文件不一定是ASCII来存贮的,因为ASCII码只能表示128的标识,打开一个txt文档,然后另存为,有个选项是编码,可以选择存贮格式,一般来说UTF-8编码格式兼容性要好一些。而二进制用的计算机原始语言,不存贮兼容性。
 
 
 
二进制文件:
 

定义

广义的二进制文件即指文件,由文件在外部设备的存放形式为二进制而得名。狭义的二进制文件即除文本文件以外的文件。文本文件是一种由很多行字符构成的计算机文件。文本文件存在于计算机系统中,通常在文本文件最后一行放置文件结束标志。文本文件的编码基于字符定长,译码相对要容易一些;二进制文件编码是变长的,灵活利用率要高,而译码要难一些,不同的二进制文件译码方式是不同的。
从本质上来说他们之间没有什么区别,因为他们在硬盘上都有一种的存放方式--二进制,但是如果要对他们有些区分的话,那可以这样理解。每个字符由一个或多个字节组成,每个字节都是用的-128—127之间的部分数值来表示的,也就是说,-128——127之间还有一些数据没有对应任何字符的任何字节。如果一个文件中的每个字节的内容都是可以表示成字符的数据,我们就可以称这个文件为文本文件,可见,文本文件只是二进制文件中的一种特例,为了与文本文件相区别,人们又把除了文本文件以外的文件称为二进制文件,由于很难严格区分文本文件和二进制文件的概念,所以我们可以简单地认为,如果一个文件专门用于存储文本字符的数据,没有包含字符以外的其他数据,我们就称之为文本文件,除此之外的文件就是二进制文件。

使用二进制文件的好处

为什么要使用二进制文件。原因大概有三个:
  第一是二进制文件比较节约空间,这两者储存字符型数据时并没有差别。但是在储存数字,特别是实型数字时,二进制更节省空间,比如储存 Real*4 的数据:3.1415927,文本文件需要 9 个字节,分别储存:3 . 1 4 1 5 9 2 7 这 9 个 ASCII 值,而二进制文件只需要 4 个字节(DB 0F 49 40)
  第二个原因是,内存中参加计算的数据都是用二进制无格式储存起来的,因此,使用二进制储存到文件就更快捷。如果储存为文本文件,则需要一个转换的过程。在数据量很大的时候,两者就会有明显的速度差别了。
  第三,就是一些比较精确的数据,使用二进制储存不会造成有效位的丢失。[1] 

二进制文件的储存方式

列举一个二进制文件如下:
00000000h:0F 01 00 00 0F 03 00 00 12 53 21 45 58 62 35 34; .........S!EXb54
00000010h:41 42 43 44 45 46 47 48 49 47 4B 4C 4D 4E 4F 50; ABCDEFGHIGKLMNOP
这里列出的是在 UltraEdit(UE) 里看到的东西。其实只有红色部分是文件内容。前面的是 UE 加入的行号。后面的是 UE 尝试解释为字符型的参考。
  这个文件一共有 32 字节长。显示为两列,每列 16 个字节。实际上,这仅仅是 UE 的显示而已。真实的文件并不分行。仅仅知道这个文件的内容,如果我们没有任何说明的话,是不能看出任何有用信息的。
  下面我规定一下说明:我们认为,前 4 个字节是一个 4 字节的整型数据(0F 01 00 00 十六进制:10Fh 十进制:271)。这 4 个字节之后的 4 个字节是另一个 4 字节的整型数据(0F 03 00 00 十六进制:30Fh 十进制:783)。其后的 4 个字节(12 53 21 45 )表示一个 4 字节的实型数据:2.5811919E+3。再其后的 4 个字节(58 62 35 34)表示另一个 4 字节的实行数据:1.6892716E-7。而只后的 16 个字节(41 42 43 44 45 46 47 48 49 47 4B 4C 4D 4E 4F 50)我们认为是 16 个字节的字符串(ABCDEFGHIGKLMNOP)
  实际上,二进制文件只是储存数据,并不写明数据类型,比如上面的第 9 字节到第 16 字节(12 53 21 45 58 62 35 34),我们刚才认为是 2 个 4 字节的实型,其实也可以认为是 8 个字节的字符型( S!EXb54)。而后面的 16 个字节的字符串(ABCDEFGHIGKLMNOP),我们也可以认为是 2 个 8 字节的整型,或者 4 个 4 字节的整型,甚至 2 个 8 字节的实型,4 个 4 字节的实型,等等等等。
  因此,面对一个二进制文件,我们不能准确地知道它的含义,我们需要他的数据储存方式的说明。这个说明告诉我们第几个字节到第几个字节是什么类型的数据,储存的数据是什么含义。否则的话,我们只能猜测,或者无能为力。[1] 

如何使用语句操作二进制文件

我们将上面的那个二进制文件保存为:TestBin.Bin 来举例。
  读取和写入二进制其实是两个很类似的操作,了解了其中之一,另一个也就不难了。
二进制文件我们通常使用直接读取方式,Open 语句可以写为:
引用:
Open( 12 , File = 'TestBin.Bin' , Access = 'Direct' , Form = 'Unformatted' , RecL = 4 )
上面的 Access 表示直接读取方式,Form 表示无格式储存。比较重要的是 RecL 。我们读取数据时,是用记录来描述单位的,每一次读入或写入是一个记录。记录的长度在 Open 时就确定下来,以后不能改变。如果需要改变,只能 Close 以后再此 Open。
  记录长度在某些编译器下表示读取的 4 字节长度的倍数,规定为 4 表示记录长度为 16 字节。有些编译器下就直接表示记录的字节数,规定为 4 则表示记录长度为 4 字节。这个问题需要参考编译器手册。在 VF 系列里,这个值是前面一个含义。可以通过设置工程属性的 Fortran,Data,Use Bytes as RECL= Unit for Unformatted Files 来改变,使之成为后一个含义。在命令行模式下,则使用 /assume:byterecl 这个编译选项。
  确定 RecL 大小是我们需要做的事情,一般来说,不适合太大,也不适合太小。还需要结合数据储存方式来考虑。太小的话,我们需要执行读写的次数就多,太大的话,我们就不方便操作小范围的数据。
  有时候我们甚至会分多次来读取数据,每一次的 RecL 都不同。对于上面的 TestBin.Bin 文件来说,它比较简单,我以 16 字节长度和 8 字节长度两种读取方式来演示,你甚至可以一次 32 个字节长度全部读完。[1] 

用例

C++程序语言学习过程中常见名词,相对于Binary file的是Text file(纯文本文件)。
C++中二进制文件读写函数:
fread
fwrite
ifstream.read()
ofstream.write()
文件读
文件写

  
等等……
Java中二进制文件读写函数:
FileInputStream()
FileOutputStream()
文件输入流()
文件输出流()
等等……
 
那么,这个时候我们肯定会问:
 

汉字怎样转化为二进制代码?

 
各数制之间的转换   我们用R表示任何数制的基数,讨论各数制之间的转换。   1.R进制数转换为十进制数   二进制、八进制和十六进制数转换为等值的十进制数,只要把它们用多项式表示并在十进制下进行计算,所得的结果就是十进制数。   2.十进制数转换为R进制数   十进制数转换为等值的二进制、八进制和十六进制数,需要对整数部分和小数部分分别进行转换。其整数部分用连续除以基数R取余数的方法来完成,小数部分用连续乘以基数R取整数的方法来实现。      基数   基数   基数   基数   基数 十进制  10000  1000   100   10    1 二进制   16    8    4    2    1 八进制  4096   512    64   8    1 十六进制 65536  4096   256   16    1   3.二进制数与八进制数、十六进制数的转换   二进制数与八进制数的转换应以"3位二进制数对应1位八进制数"%的原则进行。同理,因为24=16,则二进制数与十六进制数的转换应以"4位二进制数对应1位十六进制数"的原则进行。   四、二进制数的运算   在计算机中,二进制数的运算包括算术运算和逻辑运算。   1.二进制数的算术运算   (1)二进制数加法   加法原则:逢二进一   (2)二进制数减法   减法原则:借一当二   (3)二进制数乘法   乘法原则:与算术乘法形式相同   (4)二进制数除法   除法原则:与算术除法形式相同   2.二进制数的逻辑运算   逻辑运算是以二进制数为基础的,逻辑变量只有两个,用来表示逻辑"真"和"假"。   (1)逻辑加法("或"运算)   运算符号:"+"或"∨"   运算规则:0+0=0;0+1=1;1+0=1;1+1=1;   (2)逻辑乘法("与"运算)   运算符号:"×"或"∧"   运算规则:0×0=0;0×1=0;1×0=0;1×1=1;   (3)逻辑"非"运算   运算符号:"-"%运算规则:A&-*=0时,A=1   五、数据类型及数据单位   1.数据的两种类型   计算机中的数据可概括分为两大类:数值型数据和字符型数据。所有的非数值型数据都要经过数字化后才能在计算机中存储和处理。   2.数据单位   在计算机中通常使用三个数据单位:位、字节和字。位的概念是:最小的存储单位,英文名称是bit,常用小写b或bit表示。用8位二进制数作为表示字符和数字的基本单元,   英文名称是byte,称为一字节。通常用大"B"表示。   1B(字节)=8b(位)   1KB(千字节)=1024B(字节)   1MB(兆字节)=1024KB(千字节)   字长:字长也称为字或计算机字,它是计算机能并行处理的二进制数的位数。   六、字符编码与汉字编码   1.字符编码   目前微型机中普遍采用的字符编码是ASCII码。它是用七位二进制数对127个字符进行编码,其中前32个是一些不可打印的控制符号。   2.汉字编码及字模信息   汉字有两种编码:国标码与机内码。   国标码是"中华人民共和国国家标准信息交换汉字编码",代号为"GB2312-80"。在国标码的字符集中,收集了一级汉字3755个,二级汉字3008个,图形符号682个,共7445个。一个汉字对应一个区位码,由四位数字组成,前两位数字为区码(0~94),后两位数字为位码(0~94)。机内码是指汉字在计算机中的编码   汉字的机内码占两个字节,分别称为机内码的高位与低位。它们与区位码的关系如下:   机内码高位=区码+A0H   机内码低位=位码+A0H   汉字字库是由所有汉字的字模信息构成的。一个汉字字模信息占若干字节,究竟占多少个字节由汉字的字形决定。   例如,如果用16×16点阵表示一个汉字,则一个汉字占16行,每行有16个点,在存储时用两个字节存放一行上16个点的信息,对应位为"0"表示该点为"白","1"表示该点为"黑"。因此,一个16×16点阵的汉字占32个字节。 --------------------------------------------------------------- 描述2进制的数据结构,用字符串直观,但是效率低,用数组效率高,但是不直观。 但是道理相同。 性字转换后的结果: 010000010000 010010010000 010010010100 111011111110 110010010000 010100010000 010011111110 010000010000 010000010000 010000010000 010111111110 000000000000 144位编码,这也不可能的, 性字编码alert asc("性")得到-12076,转化为2进制为-10111100101100 不算正负有14位就够了。 如果非要补到144位也因该是高位补0。 function c10to2(x) '10进制到2进制的转换 dim sign, result result = "" '符号 sign = sgn(x) x = abs(x) if x = 0 then c10to2 = 0 exit function end if do until x = "0" result = result & (x mod 2) x = x \ 2 loop result = strReverse(result) if sign = -1 then c10to2 = "-" & result else c10to2 = result end if end function --------------------------------------------------------------- 另外一个人的写法: function c10to2(x) mysign=sgn(x) x=abs(x) DigS=1 do if x<2^DigS二进制编码转汉字:

1. 汉字信息交换码(国标码)
  《信息交换用汉字 编码字符集·基本集》是我国于1980年制定的国家标准 GB2312-80,代号为国标码,是国家规定的用于汉字信息处理使用的代码依据。
   GB2312-80中规定了信息交换用的6763个汉字和682个非汉字图形符号(包括几种外文字母、数字和符号)的代码。
  6763个汉字又按其 使用频度、组词能力以及用途大小分成一级常用汉字3755个和二级常用汉字3008个。
  一级汉字按拼音字母顺序排列;若遇同音字,则 按起笔的笔形顺序排列;若起笔相同,则按第二笔的笔形顺序排列,依次类推。所谓笔形顺序,就是横、竖、撇、点和折的顺序。二级汉字按 部首顺序排列。
  在此标准中,每个汉字(图形符号)采用双字节表示。每个字节只用低7位,最高位恒为1。由于低7位中有34种状态是用 于控制字符,因此,只有94(128-34=94)种状态可用于汉字编码。这样,双字节的低7位只能表示94×94=8836种状态。

 

编码范围

 

二进制数码

 

十进制数码

 

 

基本 ASCII 码    
00000000~01111111    
0~127    

 

控制字符    
00000000~00100000、01111111    
0~32、127    

 

可用汉字段    
00100001~01111110    
33~126 (1~94)    

 

扩充 ASCII 码    
10000000~11111111    
128~255    

 

控制字符    
10000000~10100000、11111111    
128~160、255    

 

GB2312-80    
10100001~11111110    
161~254 (1~94)    

  此标准的汉字编码表有94行、94列,其行号称为区号,列号称为位号。双字节中,用 高字节表示区号,低字节表示位号。非汉字图形符号置于第1~11区,一级汉字3755个且于第16~55区,二级汉字3008个置于第56~87区。
  每个图形字符的汉字交换码,均用两个字节的低7位二进制码表示。汉字国标码通常用十六进制数表示。
  例如:“中”字的区号为 54,位号为48,计算它的二进制数和十六进制数国标码。
    解:先将区、位号分别加上 32 :
      54+32=86
       48+32=80
    分别转换为二进制数:
      (86)10=01010110
      (80)10=0 1010000
  得到二进制数国标码为:
      01010110 01010000。
  最后通过 8 4 2 1 ── 二进制取位法转换成十六 进制汉字国标码为:5650。
  又如“国”字的区号为25,位号为90,用以上相同的方法得到它的国标码为:
  二进制:00111001 01111010
  十六进制:397A

----------------------------------------------------------------

基于以上原则,则

  11000100,11100011,10111010,11000011

>(1100 0100 1110 0011)2,(1011 1010 1100 0011)2

>(C4E3)16,(BAC3)16

>查表可知:C4E3>>‘你’,BAC3>>‘好’

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