🗊Презентация Лекция 5. Файлы в Си

Лекция 5 Файлы в Си

Понятие файла в языке Си Файл - это упорядоченная последовательность однотипных компонентов, расположенных на внешнем носителе. Файлы предназначены только для хранения информации, а обработка этой информации осуществляется  программами. Использование файлов целесообразно в случае:   долговременного хранения данных;   доступа различных программ к одним и тем же данным;   обработки больших массивов данных, которые невозможно целиком разместить в оперативной памяти компьютера. Файл, не содержащий ни одного элемента, называется пустым. Создается файл путем добавления новых записей в конец первоначально пустого файла. Длина файла, т.е. количество элементов, не задается при определении файла.  В языке Си отсутствуют операторы для работы с файлами. Все необходимые действия выполняются с помощью функций, включенных в стандартную библиотеку ввода-вывода языка Си (stdio.h - standart input output).

Буферизация ввода-вывода Считываемая и записываемая информация представляет собой последовательность байтов - "поток" (stream). Поток – это логическое устройство, являющееся источником или получателем данных. В зависимости от того, откуда поступает считываемая информация или куда направляется записываемая информация, поток связывается с соответствующим устройством ввода вывода (клавиатура, дисплей, принтер и т.п.) или с именованной областью внешней памяти – файлом, если требуется долговременно хранить информацию либо получить доступ к хранимой информации.   При организации ввода-вывода в С используется буферизация, то есть обмен информацией между программой и внешним устройством происходит не непосредственно, а через буфер – специально выделяемую системой область оперативной памяти. Буферизация  ускоряет работу программы из-за уменьшения количества обращений к внешним устройствам. В  библиотеке описана константа BUFSIZE, величина которой 512: #define  BUFSIZE        512                Для изменения размера буфера предназначены функции   setbuf() или  setvbuf().

Текстовый и бинарный режим работы с файлами Библиотека stdio.h поддерживает текстовые и бинарные (двоичные) потоки. Текстовый поток – это последовательность строк, каждая из которых заканчивается символом ‘\n’. Операционная среда может потребовать коррекции текстового потока. Например, при вводе текстового потока система преобразует символы возврат каретки 0x13 и перевод строки 0x10 в одиночный символ ‘\n’. При обнаружении в текстовом файле символа с кодом 26 (0x26), т.е. признака конца файла, чтение файла в текстовом режиме заканчивается, хотя файл может иметь продолжение. При выводе текстового потока в среду операционной системы происходит обратное преобразование. Бинарный поток – это последовательность не преобразуемых байтов, представляющих собой некоторые промежуточные данные, которые обладают тем свойством, что если их записать, а затем прочесть той же системой ввода-вывода, то будет получена информация, совпадающая с исходной.

Функция fopen Прежде чем читать или записывать информацию в файл, он должен быть открыт функцией fopen и тем самым связан с потоком ввода-вывода. Функция открытия потока возвращает указатель fp на предопределенную в библиотеке stdio.h структуру типа FILE (содержащую всю необходимую для работы с потоком информацию) при успешном открытии потока, или NULL в противном случае. В stdio.h заданы 3 предопределенных потока :     stdin (стандартный поток ввода), stdout (стандартный поток вывода), stderr (стандартный поток ошибок)  Вывод данных через stdout и stderr по умолчанию осуществляется на консоль. Ввод данных через stdin по умолчнию осуществляется через клавиатуру.  Предопределенные потоки всегда открыты.  При открытии  файла  указатель  на файл связывается с конкретным файлом на диске (Если файл не может быть открыт по какой-либо причине, функция возвращает NULL. ) : FILE *fp; fp = fopen(“спецификация файла”, "способ использования файла"); “Спецификация файла” (т.е. имя файла и путь к нему) может, например, иметь вид: "c:\\my_prog.txt" - для файла my_prog.txt на диске с: . “Способ использования файла” - определяет режим открытия файла.

Режимы открытия файла. r - открыть существующий файл для чтения; w - создать новый файл для записи (если файл с указанным именем существует, то он будет переписан); а - дополнить файл (открыть существующий файл для записи информации, начиная с конца файла, или создать файл, если он не существует); r+ - открыть существующий файл для чтения и записи; w+ - создать новый файл для чтения и записи; a+ - дополнить или создать файл с возможностью чтения и записи; rb - открыть двоичный файл для чтения; wb - создать двоичный файл для записи; аb - дополнить двоичный файл; r+b - открыть двоичный файл для чтения и записи; w+b - создать двоичный файл для чтения и записи; а+b - дополнить двоичный файл с предоставлением возможности чтения и записи; rt - открыть текстовой файл для чтения; wt - создать текстовый файл для записи; at - дополнить текстовый файл; r+t - открыть текстовой файл для чтения и записи; w+t - создать текстовый файл для чтения и записи; a+t - дополнить текстовый файл с предоставлением возможности записи и чтения. Строки вида r+b можно записывать и в другой форме: rb+.

Примеры открытия файлов FILE  *f_in, *f_out; f_in = fopen ("My_file1","r"); f_out = fopen ("My_file2","w");

Функция fclose После окончания работы с файлом он должен быть закрыт. Закрытие файла (текстового или бинарного) выполняется  функцией fclose():  fclose(FILE *fp);  При этом разрывается связь указателя на файл c внешним набором данных. Освободившийся указатель можно использовать для другого файла.  При успешном завершении операции функция fclose( ) возвращает значение нуль. Любое другое значение свидетельствует об ошибке. Пример: fclose(f_in);

Проверка признака конца файла При каждой операции ввода/вывода происходит перемещение указателя текущей позиции в файле, в какой-то момент указатель достигает конца файла. Структура типа FILE имеет поле – индикатор конца файла. Функция feof() проверяет состояние индикатора конца файла и возвращает значение 0, если конец файла не был достигнут, или значение, отличное от нуля, если был достигнут конец файла. Функция имеет единственный аргумент – указатель на поток типа FILE. Вызов функции: if (! feof(f_in))… проверяет, что конец файла еще не достигнут.

Функции ввода/вывода. Функции fgetc() и fputc(). Простейший способ выполнить чтение из файла или запись в файл – использовать функции getc() или putc(). Функция getc() выбирает из файла очередной символ; ей нужно только знать указатель на файл:  char Symb = getc(f_in); Если при обработке достигается конец файла, то функция getc() возвращает значение EOF(end of file). Функция putc() заносит значение символа Symb в файл, на который указывает f_out. Формат вызова функции:  putc(Symb,f_out);

Функции fgetc() и fputc(). Пример 1. Текст из файла my_char.txt выводится на экран. Если файл не найден, на экран выводится сообщение "File not found!": #include <stdio.h> int main(void) { FILE *ptr; unsigned char ch; if ((ptr=fopen("my_char.txt","r"))!=NULL) { ch=fgetc(ptr); while (!feof(ptr)) { printf("%c",ch); ch=fgetc(ptr); } fclose(ptr); } еlse printf("\nFile not found!"); return 0; } В этом примере для чтения из файла используется переменная ptr. При открытии файла производится проверка. Если переменной ptr присвоено значение NULL, то файл не найден; на экран выводится соответствующее сообщение, и программа завершается. Если ptr получила ненулевое значение, то файл открыт. Далее выполняется чтение символов из файла до тех пор, пока не будет достигнут конец файла (!feof(ptr)). Прочитанные символы помещаются в переменную ch, а затем выводятся на экран.

Функции getc() и putc(). Пример 2. Записать в файл буквы, вводимые с клавиатуры. Ввод продолжается до нажатия клавиши F6 или CTRL/z (ввод символа EOF – конца файла): #include <stdio.h> int main(void) { char c; FILE *out; out=fopen("Liter","w"); while ((c=getch( ) )!=EOF) fputc(c,out); fclose(out); return 0; }

Функции fscanf() и fprintf() Функции fscanf() и fprintf() выполняют форматированный ввод/вывод.  Чтение из файла выполняет функция fscanf(): fscanf(f_in,[строка формата],[список адресов переменных]); Функция возвращает количество введенных значений или EOF. Запись в файл осуществляет функция fprintf(): fprintf(f_out,[строка формата],[список переменных, констант]); Функция возвращает количество выведенных байт (символов) или EOF. Строка формата функций fscanf() и fprintf() формируется так же, как при консольном вводе/выводе функциями printf() и scanf(). Следует заметить, что вызов функции fscanf(stdin,[строка формата],[список адресов переменных]); эквивалентен вызову scanf([строка формата],[список адресов переменных]); Аналогично, fprintf(stdout, [строка формата],[список переменных, констант]); эквивалентно printf([строка формата],[список переменных, констант]);

 Примеры программ, использующих функции fscanf() и fprintf(). Пример 1. В программе создается массив, состоящий из четырех целых чисел. Вывести массив в файл: #include <stdio.h> #define n 4 int main() { int i=0; int array[n]={4,44,446,4466}; FILE *out; out=fopen("num_arr.txt","w"); for(;i<n;i++) fprintf(out,"%6d",array[i]); fclose(out); return 0; } В результате выполнения программы в файл num_arr.txt будет помещена следующая информация:

 Примеры программ, использующих функции fscanf() и fprintf(). #include <stdio.h> int main() { int S=0, count=0, numb; FILE *in; if ((in=fopen("num_arr.txt","r"))!=NULL) { while (!feof(in)) { fscanf(in,"%d",&numb); S+=numb; count++; printf("%d\n", numb); } double aver=(double)S/count; printf("Average=%f\n", aver); fclose(in); } else printf("\nФайл не найден!"); return 0; }

Примеры программ, использующих функции fscanf() и fprintf(). #include <conio.h> #include <stdio.h> int main() {      int bal;      char name[15];      FILE *file; if ((file = fopen("1.txt","w")) == NULL)         printf("Файл невозможно открыть или создать\n");      else{         for(;;){            scanf ("%d%s", &bal, name);            if (bal == 0)               break;            fprintf(file,"%d %s\n", bal, name);         }      }      fclose(file);  return 0; }

Задание Создайте 10 записей, содержащих информацию о железнодорожных маршрутах. В нём должны быть следующие данные: номер пути номер вагона имя поезда Запишите сами вручную эти данные в файл. Затем вам необходимо считать эти данные и вывести их на экран.