C语言sprintf与sscanf函数

1、前言

　　OUI是指Organizationally unique identifier  （组织唯一标识符），签发给各类组织的唯一标识符。MAC地址共有6个字节48位组成，前3个字节体现了OUI，其表明了NIC的制造组织。通常情况下，该标识符是唯一的。详细介绍参考：http://standards.ieee.org/develop/regauth/oui/public.html。oui.txt文件中记录世界所有网卡的制造厂商，共有18859个。文件中记录mac的前三位与公司的对应关系。本文目地是对oui.txt文件进行解析，生产一个信息的文件，在程序中可以根据制定的mac地址，快速查找其对应的公司名称。在此将MAC前三个字节简称为MAC前缀。

2、初步处理

　　oui.txt文件内容很有规律，根据MAC前缀由小到大记录。但是，MAC前缀并不是连续的，中间有些间断，但是顺序是由小到大。原始文件内容格式如下所示：

OUI Organizationcompany_id OrganizationAddress00-00-00 (hex) XEROX CORPORATION000000 (base 16) XEROX CORPORATIONM/S 105-50C800 PHILLIPS ROADWEBSTER NY 14580UNITED STATES00-00-01 (hex) XEROX CORPORATION000001 (base 16) XEROX CORPORATIONZEROX SYSTEMS INSTITUTEM/S 105-50C 800 PHILLIPS ROADWEBSTER NY 14580UNITED STATES00-00-02 (hex) XEROX CORPORATION000002 (base 16) XEROX CORPORATIONXEROX SYSTEMS INSTITUTEM/S 105-50C 800 PHILLIPS ROADWEBSTER NY 14580UNITED STATES 　　文件中网卡前缀00-00-00和000000两种形式，为了具备一致性，可以提前像00-00-00 (hex) XEROX CORPORATION的行。linux采用cat命令提取。

命令为：cat oui.txt | grep hex > mac_hex_org.txt

生成的mac_hex_org.txt文件内容如下：

00-00-00 (hex) XEROX CORPORATION00-00-01 (hex) XEROX CORPORATION00-00-02 (hex) XEROX CORPORATION00-00-03 (hex) XEROX CORPORATION00-00-04 (hex) XEROX CORPORATION00-00-05 (hex) XEROX CORPORATION00-00-06 (hex) XEROX CORPORATION

更进一步抽取mac和org信息，可以对mac_hex_org.txt文件进行提前，采用一个简单的shell脚本，提前mac列和org列，分别保存在MAC.log和ORG.log文件中。shell脚本mac_org.sh如下：

#!/bin/sh SRC_FILE=mac_hex_org.txt MAC_FILE=MAC.log ORG_FILE=ORG.log cat ${SRC_FILE} |grep -v "^#" | while read line; doecho "${line:0:8}" >> ${MAC_FILE}echo "${line:18}">>${ORG_FILE} done

执行mac_org.sh生产MAC.log和ORG.log文件。两个文件的每行对应关系就是mac前缀与公司名称的关系。文件内容如下所示：

00-00-00 00-00-01 00-00-02 00-00-03 00-00-04 00-00-05 00-00-06

 

XEROX CORPORATION XEROX CORPORATION XEROX CORPORATION XEROX CORPORATION XEROX CORPORATION XEROX CORPORATION XEROX CORPORATION XEROX CORPORATION XEROX CORPORATION XEROX CORPORATION OMRON TATEISI ELECTRONICS CO. MATRIX CORPORATION CISCO SYSTEMS, INC.

3、生产mac-org结构文件

　　为了在程序快速查找，将MAC.log和ORG.log文件中对应关系转换为一个结构体，存入mac_org.log文件中。mac前缀是唯一的，对应转换为10进制的整数，相比字符串，查找更加方便。mac_org结构定义如下：

//mac前缀和公司名称对应关系 typedef struct mac_org {uint32_t key; //mac前缀作为keychar org_name[ORG_NAME_LEN]; //公司名称 }mac_org;

　　在程序中分别读取MAC.log和ORG.log的每一行，转换为一个mac_log结构，写入mac_log.log文件。转换程序如下所示：

1 #include <stdio.h>2 #include <stdlib.h>3 #include <inttypes.h>4 #include <string.h>5 #include <time.h>6 #include <errno.h>7 #include <unistd.h>8 9 #define MAC_PREFIX_LEN 10 //mac前缀长度10 #define ORG_NAME_LEN 96 //公司名称长度11 #define MAC_LOG_FILE "MAC.log" //mac前缀文件12 #define ORG_LOG_FILE "ORG.log" //公司名称文件13 #define MAC_ORG_FILE "mac2org.log" //mac前缀对应公司名称文件14 15 #define PRINT_ERROR_POS() do{ \16 printf("File: "__FILE__", Line:%d\n", __LINE__); \17 }while(0);18 19 //mac前缀和公司名称对应关系20 typedef struct mac_org21 {22 uint32_t key; //mac前缀作为key23 char org_name[ORG_NAME_LEN]; //公司名称24 }mac_org;25 26 void print_mac_org(const mac_org *macorg)27 {28 printf("mac key:%d,org_name:%s\n",macorg->key, macorg->org_name);29 }30 31 //将mac前缀转换为数字，前缀格式为:00-00-0032 uint32_t macprefix2uint(const char *mac_prefix)33 {34 char mac[8] = {0};35 sscanf(mac_prefix, "%c%c-%c%c-%c%c",&mac[0],&mac[1],&mac[2],36 &mac[3],&mac[4],&mac[5]);37 return strtoul(mac,0,16);38 }39 //将mac前缀文件和org文件组织成mac_org结构，并将结果存入文件40 int store_mac_org()41 {42 FILE *mac_fp = NULL;43 FILE *org_fp = NULL;44 FILE *fp = NULL;45 char mac_buf[MAC_PREFIX_LEN] = {0};46 char org_buf[ORG_NAME_LEN] = {0};47 uint32_t mac_len;48 uint32_t org_len;49 mac_org tmp;50 51 memset(&tmp, 0, sizeof(mac_org));52 if ((mac_fp = fopen(MAC_LOG_FILE, "r")) == NULL)53 {54 fprintf(stderr,"Failed open mac log file: %s,errno: %u,reason: %s\n",55 MAC_LOG_FILE, errno, strerror(errno));56 PRINT_ERROR_POS();57 return -1;58 }59 if ((org_fp = fopen(ORG_LOG_FILE, "r")) == NULL)60 {61 fprintf(stderr,"Failed open mac log file: %s,errno: %u,reason: %s\n",62 ORG_LOG_FILE, errno, strerror(errno));63 PRINT_ERROR_POS();64 return -1;65 }66 if ((fp = fopen(MAC_ORG_FILE, "wb")) == NULL)67 {68 fprintf(stderr,"Failed open mac log file: %s,errno: %u,reason: %s\n",69 MAC_ORG_FILE, errno, strerror(errno));70 PRINT_ERROR_POS();71 return -1;72 }73 while(fgets(mac_buf, MAC_PREFIX_LEN, mac_fp) != NULL && 74 fgets(org_buf, ORG_NAME_LEN, org_fp) != NULL)75 {76 //去掉换行符'\n'77 mac_len = strlen(mac_buf);78 org_len = strlen(org_buf);79 if (mac_buf[mac_len-1] == '\n')80 {81 mac_buf[mac_len-1] = 0;82 }83 if (org_buf[org_len-1] == '\n')84 {85 org_buf[org_len-1] = 0;86 }87 //设置记录值88 tmp.key = macprefix2uint(mac_buf);89 strcpy(tmp.org_name,org_buf);90 //将该记录写入文件91 if(fwrite((void *)&tmp, sizeof(mac_org), 1, fp) == 0) 92 {93 fprintf(stderr, "Failed to write macorg to %s,errno:%u,reason:%s\n",94 MAC_ORG_FILE, errno, strerror(errno));95 PRINT_ERROR_POS();96 return -1;97 }98 }99 fclose(mac_fp); 100 fclose(org_fp); 101 fclose(fp); 102 return 0; 103 } 104 105 //mac前缀格式是00-00-00 106 int main() 107 { 108 //判断文件是否存在 109 if(access(MAC_ORG_FILE, F_OK) != 0) 110 { 111 if (store_mac_org() == -1) 112 { 113 fprintf(stderr, "Failed to create mac2org file.\n"); 114 return -1; 115 } 116 else 117 { 118 printf("Successed to create mac2org file.\n"); 119 } 120 } 121 return 0; 122 }

执行程序：

查看mac2org.log文件大小和内容如下：文件是二进制形式存入。

4、根据mac前缀在mac2org.log查找org

　　mac2org.log文件结构很明确，而且文件大小仅为1.8MB，完全可以将文件内容全部读到内存进行查找。而且mac2org.log记录是根据mac前缀有小到大的，即读到内存中的buffer中，mac_org记录是有序的，可以采用折半查找进行，以mac前缀转换的整数为key。查找程序如下所示：

1 /**根据mac前缀(形如00-00-00)查找organzation2 先将mac_org.log读取到内存，然后进行折半查找3 @auther: Anker @date:2013-12-184 **/5 #include <stdio.h>6 #include <stdlib.h>7 #include <inttypes.h>8 #include <string.h>9 #include <time.h>10 #include <errno.h>11 #include <unistd.h>12 13 #define MAC_PREFIX_LEN 10 //mac前缀长度14 #define ORG_NAME_LEN 96 //公司名称长度15 #define MAC_TYPE_COUNT 18860 //记录个数16 #define MAC_ORG_FILE "mac2org.log" //mac前缀对应公司名称文件17 18 #define PRINT_ERROR_POS() do{ \19 printf("File: "__FILE__", Line:%d\n", __LINE__); \20 }while(0);21 22 //mac前缀和公司名称对应关系23 typedef struct mac_org24 {25 uint32_t key; //mac前缀作为key26 char org_name[ORG_NAME_LEN]; //公司名称27 }mac_org;28 29 void print_mac_org(const mac_org *macorg)30 {31 printf("mac key:%d,org_name:%s\n",macorg->key, macorg->org_name);32 }33 34 //将mac前缀转换为数字，前缀格式为:00-00-0035 uint32_t macprefix2uint(const char *mac_prefix)36 {37 char mac[8] = {0};38 sscanf(mac_prefix, "%c%c-%c%c-%c%c",&mac[0],&mac[1],&mac[2],39 &mac[3],&mac[4],&mac[5]);40 return strtoul(mac,0,16);41 }42 43 //二分查找过程44 int32_t binary_search(mac_org *macorg, int32_t n, uint32_t key)45 {46 //在有序表macorg[0..n-1]中进行二分查找，成功时返回结点的位置，失败时返回-147 int32_t low = 0, high = n-1, mid; //置当前查找区间上、下界的初值48 if(macorg[low].key == key)49 {50 　　 return low;51 }52 if(macorg[high].key == key)53 {54 　　return high;55 }56 while(low <= high)57 {58 　　//当前查找区间macorg[low..high]非空59 　　mid = low + ((high - low) / 2);60 　　//使用 (low + high) / 2 会有整数溢出的问题61 　　 //（问题会出现在当low + high的结果大于表达式结果类型所能表示的最大值时，62 　　 //这样，产生溢出后再/2是不会产生正确结果的，而low+((high-low)/2)不存在这个问题63 　　if(macorg[mid].key == key)64 　　{65 　　 return mid; //查找成功返回66 　　 }67 　　if(macorg[mid].key > key)68 　　{69 　　 high = mid - 1; //继续在macorg[low..mid-1]中查找70 　　}71 　　else72 　　{73 　　 low = mid + 1; //继续在macorg[mid+1..high]中查找74 　　}75 }76 return -1; //当low>high时表示查找区间为空，查找失败77 }//BinSeareh78 79 //给定一个mac前缀，获取对应的公司名称80 int get_org_by_mac(const char *mac_prefix, mac_org **rmg)81 {82 mac_org buffer[MAC_TYPE_COUNT];83 size_t read_num;84 uint32_t key = macprefix2uint(mac_prefix);85 int pos = -1;86 FILE *fp;87 if((fp = fopen(MAC_ORG_FILE, "rb")) == NULL)88 {89 fprintf(stderr, "Failed to open mac log file: %s,errno:%u,reason:%s\n",90 MAC_ORG_FILE, errno, strerror(errno));91 PRINT_ERROR_POS();92 goto FAILED;93 }94 fflush(stdin);95 read_num = fread((void *)buffer, sizeof(mac_org), MAC_TYPE_COUNT, fp);96 if (read_num == 0 && errno != 0)97 {98 fprintf(stderr, "Failed to read mac log file: %s,errno:%u,reason:%s\n",99 MAC_ORG_FILE, errno, strerror(errno)); 100 PRINT_ERROR_POS(); 101 goto FAILED; 102 } 103 pos = binary_search(buffer, read_num, key); 104 if (pos != -1) 105 { 106 *rmg = (mac_org *)malloc(sizeof(mac_org)); 107 if (rmg == NULL) 108 { 109 fprintf(stderr, "Failed to malloc memory,errno:%u,reason:%s\n", 110 errno, strerror(errno)); 111 PRINT_ERROR_POS(); 112 goto FAILED; 113 } 114 memset(*rmg, 0, sizeof(mac_org)); 115 memcpy(*rmg, &buffer[pos], sizeof(mac_org)); 116 } 117 fclose(fp); 118 return 0; 119 FAILED: 120 if(fp) 121 { 122 　　fclose(fp); 123 } 124 return -1; 125 } 126 127 //mac前缀格式是00-00-00 128 int main(int argc,char **argv) 129 { 130 time_t time1,time2; 131 time(&time1); 132 mac_org *pmacorg = NULL; 133 char *mac_prefix = NULL; 134 if (argc != 2) 135 { 136 　　 fprintf(stderr,"Paramer error,please input mac prefix.\n"); 137 　　return -1; 138 } 139 if(access(MAC_ORG_FILE, F_OK) != 0) 140 { 141 　　printf("Can not found mac2org file:%s.\n", MAC_ORG_FILE); 142 　　 return -1; 143 } 144 mac_prefix = argv[1]; 145 if (get_org_by_mac(mac_prefix, &pmacorg) == -1) 146 { 147 　　 fprintf(stderr, "Failed to search mac.\n"); 148 　　PRINT_ERROR_POS(); 149 　　return -1; 150 } 151 if (!pmacorg) 152 { 153 　　printf("Can not find the mac prefix:%s\n", mac_prefix); 154 } 155 else 156 { 157 　　time(&time2); 158 　　 printf("Successed to find the mac info, cost time:%lds\n", time2 - time1); 159 　　print_mac_org(pmacorg); 160 　　free(pmacorg); 161 } 162 return 0; 163 }

测试结果如下所示：

采用折半查找，针对18860条记录，查询时间不足1秒，非常之快。

5、总结

     刚开始拿到oui.txt文件时，看了文件的格式和规律。当时没有检查，以为mac前缀是连续的，如是开始第一个想到用hash做，mac前缀作为key，value是mac-key在文件中的偏移量。因为hash是唯一的，转换为整数，不会有冲突。实现后发现生产的mac_org.log文件1.2G之大，文件中有很多空白地方，排查发现mac前缀并不是连续的，而且MAC前缀还存在重复。如下图所示：

　　故不可以采用hash实现。最后还是采用将文件内容记载到内存处理。mac_log结构的占用100字节，18860条共计约1.8MB，如今内存都已GB计算，完全可以全部加载到内存进行二分查找。

6、参考网址

http://my.oschina.net/duangr/blog/183789

冷静思考，勇敢面对，把握未来！

总结

以上是生活随笔为你收集整理的C语言sprintf与sscanf函数的全部内容，希望文章能够帮你解决所遇到的问题。

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