🗊Презентация Ввод и вывод в Си

Введение в С++ Ввод и вывод в Си

Ввод и вывод в Си Организация ввода/вывода В Си нет операторов ввода/вывода. Это делает ядро языка независимым от аппаратуры компьютера. Операции ввода и вывода реализуются путем обращения к библиотечным функциям. Вообще, стандартная библиотека Си есть собрание общеупотребительных и полезных функций. Они хранятся в библиотеке в откомпилированном виде, готовые к использованию. Чтобы компилятор мог контролировать правильность обращения к библиотечным функциям, в заголовочных файлах даны их прототипы. Стандартная библиотека Си условно состоит из двух частей: есть в любой реализации Си меняется в зависимости от реализации Под файлом (в узком смысле) будем понимать поименованную область долговременной памяти компьютера. Слово «файл» также употребляют, когда говорят о потоке данных, связанном с устройством ввода/вывода: клавиатурой, монитором, принтером, модемом, др.

Ввод и вывод в Си Есть функции ввода/вывода высокого и низкого уровня. Ввод/вывод высокого уровня унифицирован и использует абстракцию «поток». Потоки имеют уникальные имена, когда они связаны с реальными устройствами. В Си это достигается использованием так называемых указателей на файл.

Ввод и вывод в Си В действительности указатель на файл есть указатель на структуру следующего вида: typedef struct { char *_ptr; // указатель на текущий байт в буфере ввода/вывода int _cnt; // счетчик байтов в буфере ввода/вывода char *base; // адрес буфера ввода/вывода char _flag; // флаги доступа char _fd; // дескриптор файла (для ввода/вывода низкого уровня) } FILE; В системе всегда имеется массив структур типа FILE: extern FILE _iob [ 20 ]; // можно иметь открытыми до 20 файлов К вашим услугам всегда есть несколько стандартных потоков ввода/вывода: extern FILE *stdin; // стандартный поток ввода extern FILE *stdout; // стандартный поток вывода extern FILE *stderr; // для сообщений об ошибках (не буферизован) extern FILE *stdaux; // резервный поток (не буферизован) extern FILE *stdprn; // стандартный поток для печати Эти потоки всегда открыты, их можно перенаправлять на разные устройства. Все прочие потоки нужно явным образом создавать (открывать файлы).

Ввод и вывод в Си открытие файла: FILE* fopen ( char *name, char *mode); Здесь name – имя файла (полный путь), mode – режим использования: “r” - только чтение из файла “w” - только запись в файл “a” - только добавление записей в конец файла “r+” - чтение и запись (файл должен существовать) “w+” - запись и чтение (в пустой файл) “a+” - чтение и добавление записей в конец файла В случае успешного открытия файла функция fopen возвращает указатель на структуру типа FILE. При ошибке возвращается значение NULL. закрытие файла: int fclose ( FILE *stream) ; В случае успешного закрытия файла функция fclose возвращает 0. При ошибке возвращается значение EOF. EOF есть признак конца файла, эта константа описана в “stdio.h”. Обычно EOF - это длинная минус единица ( -1L).

Ввод и вывод в Си ввод из файла: int getc ( FILE *stream ); Функция читает один символ из потока stream и возвращает его как результат. При достижении конца файла или возникновении ошибки в/в возвращает EOF. char* fgets ( char *s, int n, FILE *stream ); Функция читает строку символов длиной не более n символов из потока stream и размещает их начиная с адреса, на который указывает s. Необходимо позаботиться о выделении достаточной памяти для размещения вводимой строки. Ввод завершается, когда прочитан символ перевода строки ‘\n’, исчерпан лимит количества вводимых символов n, достигнут конец файла или произошла ошибка в/в. При вводе символ перевода строки ‘\n’ заменяется на признак конца строки ‘\0’. В случае успеха функция возвращает указатель s. Значение NULL возвращается, если произошла ошибка в/в или был достигнут конец файла. int fscanf ( FILE *stream, <список-форматов> [, <список-адресов>] ); Функция осуществляет форматный ввод полей данных из потока stream, в соответствии с заданным <списком-форматов>, и размещает введенные данные в памяти в соответствии со <списком-адресов>. В случае успеха функция возвращает количество введенных и размещенных в памяти полей данных. При достижении конца файла или возникновении ошибки в/в возвращает значение EOF.

Ввод и вывод в Си вывод в файл: int putc ( int c, FILE *stream ); Функция выводит символ c в поток stream и возвращает выведенный символ как результат работы. При достижении конца файла или возникновении ошибки в/в возвращает EOF. int fputs ( char *s, FILE *stream ); Функция выводит строку s в поток stream. В случае успеха функция возвращает некоторое неотрицательное число (обычно количество выведенных символов). Значение EOF возвращается, если произошла ошибка в/в. int fprintf ( FILE *stream, <список-форматов> [, <список-данных>] ); Функция осуществляет форматный вывод данных в поток stream, в соответствии с заданным <списком-данных>, преобразуя данные в соответствии с заданным <списком-форматов>. В случае успеха функция возвращает количество введенных байтов. При возникновении ошибки в/в функция возвращает некоторое отрицательное значение.

Ввод и вывод в Си особые ситуации: int feof ( FILE *stream ); Функция возвращает некоторое ненулевое значение (истину), если при последней попытке чтения из потока stream был достигнут конец файла. Нулевое значение (ложь) возвращается, если конец файла не был достигнут. int ferror ( FILE *stream ); Функция возвращает некоторое ненулевое значение (истину), если при работе с потоком stream произошла ошибка в/в. Нулевое значение (ложь) возвращается, если ошибок в/в при работе с потоком stream зафиксировано не было. Индикатор ошибки в/в сбрасывается после закрытия файла, связанного с данным потоком или после вызова специальной функции clearerr. int ungetc ( int c, FILE *stream ); Функция «заталкивает» символ c в поток stream, открытый для чтения. Последующая операция чтения из потока stream выдаст символ с. В случае успеха функция возвращает символ c. При возникновении ошибки в/в поток stream не изменяется и функция возвращает значение EOF.

Ввод и вывод в Си Пример: слияние файлов Имена дисковых файлов заданы в командной строке. Файлы последовательно открываются и их содержимое копируется в стандартный вывод. a.exe <имя-файла-1> <имя-файла-2> … <имя-файла-n>

Ввод и вывод в Си Произвольный доступ к файлам Файл можно рассматривать как последовательность байтов: Когда файл открыт, с ним связан поток. В потоке всегда имеется внутренний указатель на текущий обрабатываемый байт. Фактически это смещение (в байтах) от начала файла. Это число типа long, оно всегда может быть получено: long ftell ( FILE *stream ); Функция возвращает текущий внутренний указатель (т.е. номер текущего обрабатываемого байта) для потока stream или -1L при ошибке в/в. Обычная обработка файлов – последовательная. Функция fseek() позволяет обращаться с дисковым файлом как с массивом байтов: long fseek ( FILE *stream, long offset, int origin ); Функция позиционирует текущий внутренний указатель (т.е. задает номер текущего обрабатываемого байта) для потока stream. Возвращает 0 при успешном позиционировании или величину, отличную от нуля, при ошибке в/в. Аргумент offset задает смещение относительно некоторой позиции. Позиция задается аргументом origin. Возможные значения origin описаны в <stdio.h>: SEEK_SET – начало файла SEEK_CUR – текущая позиция SEEK_END – конец файла

Ввод и вывод в Си Пример – что делает этот код?

Ввод и вывод в Си Низкоуровневый ввод/вывод Потоковый ввод/вывод почти всегда удобен. Однако имеются ситуации, когда требуется полный контроль со стороны приложения за передачей данных. Например: приложения реального времени, программирование модемов, сетей, др. Иногда необходима передача данных без буферизации. В этих случаях нужно использовать другую группу функций ввода/вывода. Эти функции описаны в файле <io.h> - небуферизованный ввод/вывод низкого уровня. открытие файла: int open ( char *name, int flag ); В случае успеха данная функция возвращает небольшое положительное целое число, которое называется дескриптором файла. В случае ошибки возвращает -1. возможные значения аргумента flag: стандартные потоки O_RDONLY только чтение и их дескрипторы O_WRONLY только запись 0 stdin O_RDWR чтение и запись 1 stdout O_APPEND добавление в файл 2 stderr O_CREAT создание файла 3 stdaux O_TRUNC усечение файла 4 stdprn O_TEXT текстовый файл O_BINARY двоичный файл

Ввод и вывод в Си закрытие файла: int close ( int fd ); Здесь fd – дескриптор файла. В случае успеха данная функция возвращает 0, при ошибке возвращает -1. ввод данных: int read ( int fd, char *buf, unsigned count ); Функция пытается прочитать count байтов в буфер buf из файла с дескриптором fd. Возвращает количество действительно прочитанных байтов или -1 при ошибке в/в. вывод данных: int write ( int fd, char *buf, unsigned count ); Функция пытается записать count байтов из буфера buf в файл с дескриптором fd. Возвращает количество действительно записанных байтов или -1 при ошибке в/в.

Ввод и вывод в Си произвольный доступ к файлу: long tell ( int fd ); Функция возвращает текущий внутренний указатель (т.е. номер текущего обрабатываемого байта) для файла с дескриптором fd или -1 при ошибке в/в. long lseek ( int fd, long offset, int origin ); Функция позиционирует текущий внутренний указатель (т.е. задает номер текущего обрабатываемого байта) для файла с дескриптором fd. Возвращает 0 при успешном позиционировании или величину, отличную от нуля, при ошибке в/в. Аргумент offset задает смещение относительно некоторой позиции. Позиция задается аргументом origin. Возможные значения origin описаны в <io.h> и <stdio.h>: SEEK_SET – начало файла SEEK_CUR – текущая позиция SEEK_END – конец файла

Ввод и вывод в Си особые ситуации: int eof ( int fd ); Функция возвращает значение 1 при достижении конца файла, значение 0, если конец файла ещё не достигнут, или значение -1 при возникновении ошибки в/в. void perror ( char *string ); Функция выводит строку string в поток stderr, затем выводит системное сообщение об обнаруженной ошибке в/в. Данная функция должна вызываться сразу за той функций ввода или вывода, которая привела к ошибке в/в. Пример (копирование ввода на вывод без промежуточной буферизации):

Ввод и вывод в Си Примеры реализаций функций ввода/вывода В заголовочном файле <stdio.h> описана структура следующего вида: typedef struct { char *_ptr; // указатель на текущий байт в буфере ввода/вывода int _cnt; // счетчик байтов в буфере ввода/вывода char *base; // адрес буфера ввода/вывода ………. } FILE; когда открывается некоторый файл (поток): FILE* stream = fopen ( char *filename, char *mode); система выделяет буфер размером 512 байтов: поля переменной stream типа FILE заполняются надлежащим образом и, при операциях ввода, функция _filbuf ( FILE *stream ) заполняет этот буфер первой порцией данных. В зависимости от опций компилятора, функции getc, putc, getchar, putchar реализуются как макросы или как функции. Посмотрим их реализацию в форме макросов.

Ввод и вывод в Си Реализация getc, getchar, putc, putchar в форме макросов: Более подробно эти макросы можно посмотреть в заголовочном файле <stdio.h>. Если код генерируется для dll или как реентерабельный, тогда применяется реализация getc и putc через вызов функций, и потоки блокируются на время выполнения операций ввода/вывода.

Ввод и вывод в Си Реализация функций fgets и fputs: Более подробно реализацию этих функций можно можно посмотреть в папке VS\src\....

Ввод и вывод в Си Работа с файловой системой Прототипы функций описаны в заголовочных файлах <io.h> и <direct.h>. получить имя текущей папки (директории) можно так: char* _getcwd ( char *buf, int maxlen ); Полный путь для текущей рабочей директории будет записан в buf. Если вместо buf был указан NULL, функция самостоятельно получит буфер длиной maxlen символов. Возвращает указатель на буфер с именем текущей рабочей директории или NULL, если произошла ошибка в/в. изменить текущую папку (директорию): int _chdir ( char *pathname ); Возвращает 0 в случае успеха или -1 при возникновении ошибки в/в. создать папку (директорию): int _mkdir ( char *pathname ); Возвращает 0 в случае успеха или -1 при возникновении ошибки в/в. удалить папку (директорию): int _rmdir ( char *pathname ); Возвращает 0 в случае успеха или -1 при возникновении ошибки в/в.

Ввод и вывод в Си Для выборки файлов из текущей рабочей папки (директории) применяется следующая структура (уточнять её для конкретных IDE): struct _finddata_t { unsigned attrib; // атрибуты выбираемых файлов long time_create; // дата и время создания файла long time_access; // дата и время последнего доступа к файлу long time_write; // дата и время последней записи в файл unsigned long size; // длина файла в байтах char name[260]; // полный путь к файлу, включая его имя }; Значения поля attrib могут быть комбинацией следующих констант: _A_NORMAL // обычный файл _A_RDONLY // файл, доступный только для чтения _A_HIDDEN // скрытый файл _A_SYSTEM // системный файл _A_SUBDIR // подпапка (поддиректория) _A_ARCH // архивный файл

Ввод и вывод в Си выборка первого файла из текущей рабочей папки: long _findfirst ( char *filespec, struct _finddata_t *fileinfo ); В аргументе filespec (спецификация имени файла) задается шаблон имени выбираемого файла, в шаблоне имени могут использоваться метасимволы ‘*’ и ‘?’. Возвращает ненулевой дескриптор поиска (handle) в случае успеха (т.е. был найден файл, который удовлетворяет атрибутам attrib, заданным в _finddata_t ) или -1 при возникновении ошибки в/в. выборка следующего (очередного) файла из текущей рабочей папки: int _findnext ( long handle, struct _finddata_t *fileinfo ); В аргументе handle задается ненулевой дескриптор поиска, который ранее был получен как результат работы функции _findfirst. Возвращает 0 в случае успеха (т.е. был найден очередной файл, который удовлетворяет атрибутам attrib, заданным в _finddata_t ) или -1 при возникновении ошибки в/в.

Ввод и вывод в Си Пример вывода списка файлов текущей папки (шаблон “*.*”): Перед практическим использованием данного примера уточните имена структур и функций (finddata, findfirst, findnext) для конкретного релиза Visual Studio.