Работа с файлами

Лекция 6 Работа с файлами Я могу вас поздравить! Если вы выполнили лабораторную 5, особенно с дополнительным заданием, вы теперь знаете самые азы языка! В дальнейшем мы лишь будем углубляться в его особенности, но чтобы писать базовые программы, у вас достаточно знаний. Пора нам узнать, как сохранять выходные данные на период дольше, чем работает программа. Вы прекрасно знаете, что для долговременного хранения данных используются файлы. Работа с файлами в Си не так уж сложна, в действительности, это очень простая тема, если вы разобрались со строками. Файл представляет собой набор байт, иногда он интерпретируется, как набор строк. Т.е. для сохранения информации вы записываете набор строк в файл, и затем считываете этот набор, если сохраненная информация понадобилась снова. Давайте разберем подробно все шаги работы с файлами: 1. Файл необходимо создать, если он уже был создан, то необходимо открыть. Это важный шаг, потому что при открытии файла операционная систем блокирует к нему доступ для других программ. Все дело в том, что если бы все программы могли одновременно сохранять информацию в один и тот же файл, была бы полная неразбериха. Но с другой стороны, если информация только читается, то почему доступ к файлу нужно ограничивать? Поэтому то и создано 2 способа открытия файла: на чтение и на запись. При открытии файла любым из этих способов, вы получаете идентификатор для работы с этим файлом. Поэтому программе его нужно запомнить. 2. Сама работа с файлом. Данные либо считываются, либо записываются. 3. Закрытие файла. Программа сообщает операционной системе, что больше с файлом не работает, и он может быть доступен для ранее неразрешенных действий. (Например, программа, читающая файл, заблокирует его для удаления, поэтому файлы важно закрывать в любом случае) Теперь посмотрим, что нужно написать в коде: #include для начала Далее используется функция fopen FILE * fopen( const char * fname, const char * modeopen ); Пример: FILE * fo = fopen("test.txt","wt"); //открывает файл на запись Можно задать «абсолютный» путь к файлу с указанием диска: fo = fopen("c:\\tmp\\test.txt","wt"); Но я не советую привыкать к такому коду, он не является переносимым. Ваша программа будет переставать работать с большой вероятностью, если вы ее принесете на другой компьютер. В случае с «относительным» путем файл будет искаться, начиная с папки, где находится исполняемый файл (ехе — файл) Например, вы сохранили exe — файл в папке C:\\Programs Тогда файл text.txt будет искаться там, но если вы перенесете exe – файл в другую папку, то он будет искаться уже в новой папке. Этим относительные пути удобнее. Естественно, что в относительных путях могут быть каталоги, например ”save\\test.txt”. В этом случае программа будет искать папку save рядом с exe - файлом, а уже в ней будет искать файл test.txt. Modeopen - Строка, содержащая режим доступа к файлу. «r» Режим открытия файла для чтения. Файл должен существовать. «w» Режим создания пустого файла для записи. Если файл с таким именем уже существует его содержимое стирается, и файл рассматривается как новый пустой файл. «a» Дописать в файл. Операция добавления данных в конец файла. Файл создается, если он не существует. «r+» Режим открытия файла для обновления чтения и записи. Этот файл должен существовать. «w+» Создаёт пустой файл для чтения и записи. Если файл с таким именем уже существует его содержимое стирается, и файл рассматривается как новый пустой файл. «a+» Открыть файл для чтения и добавления данных. Все операции записи выполняются в конец файла, защищая предыдущее содержания файла от случайного изменения. Вы можете изменить позицию (FSEEK, перемотка назад) внутреннего указателя на любое место файла только для чтения, операции записи будет перемещать указатель в конец файла, и только после этого дописывать новую информацию. Файл создается, если он не существует. Если вы открываете текстовый файл, то следует добавить букву t в режим доступа, если бинарный, то b Примеры: rt+ Режим открытия текстового файла для обновления чтения и записи. wb+ Создаёт пустой бинарный файл для чтения и записи. wt Создаёт пустой текстовый файл для чтения и записи. rb Режим открытия бинарного файла для чтения. И т. д. Закрывается файл функцией fclose. В нее нужно передать «дескриптор файла», это то значение, что сохранилось в переменную при открытии: fclose(fo); Теперь самое интересное. Для записи в файл может использоваться старая знакомая функция printf, только она будет выглядеть теперь так: fprintf( fo, "Привет!" ); По аналогии можно использовать fputs. Например, следующая программа сохраняет в файл числа от 0 до 100, каждое число пишется с новой строки FILE * fo = fopen("test.txt","wt"); for(int i = 0; i < 100; ++i) { fprintf( fo, "%i\n", i ); } fclose(fo); Для чтения данных используется fscanf или fgets. FILE * fi = fopen("test.txt","rt"); int n; while(!feof(fi)) { fscanf(fi, "%i", &n); } fclose(fi); Считает последовательно вам обратно эти числа. Функция feof (сокращенно end of file) возвратит true, когда он кончится. Запомните шаблоны записи и чтения, они мало чем будут меняться. Но это все для текстовых файлов, как же с бинарными? В Си есть еще 2 функции, которые запишут в файл все что угодно. Это fwrite и fread size_t fwrite( const void * ptrvoid, size_t size, size_t count, FILE * filestream ); Функция fwrite записывает массив размером — count элементов, каждый из которых имеет размер size байт, в блок памяти, на который указывает ptrvoid — текущая позиция в потоке. Индикатор положения потока увеличивается на общее число записанных байт. Общее количество записанных байт (count*). Звучит сложно? Разберем все параметры отдельно: ptrvoid — Указатель на массив элементов, которые необходимо записать в файл. size — Размер в байтах каждого элемента массива. count — Количество элементов, каждый из которых занимает size байт. filestream — Дескриптор файла. Возвращаемое значение — общее число элементов, которые успешно были записаны. Возвращаемое значение, в этом случае имеет тип данных size_t. Если возвращаемое значение отличается от количества элементов, значит произошла ошибка. int main () { FILE * ptrFile = fopen ( "file.txt" , "wb" ); char buffer[] = { 'w' , 't' , 'f' }; fwrite(buffer , 1 , sizeof(buffer) , ptrFile ); fclose (ptrFile); return 0; } Функция fread работает аналогичным образом, только считывает данные: int main() { FILE * ptrFile = fopen( "file.txt" , "rb" ); if (!ptrFile) { fputs("file not found", stderr); return 1; } char buffer[256]; fseek(ptrFile , 0 , SEEK_END); // устанавливаем позицию в конец файла size_t lSize = (size_t)ftell(ptrFile); // получаем размер в байтах rewind (ptrFile); // устанавливаем позицию в начало файла size_t result = fread(buffer, 1, lSize, ptrFile); // считываем файл в буфер if (result != lSize) { fputs("reading error", stderr); return 2; } //содержимое файла теперь находится в буфере puts(buffer); // завершение работы fclose (ptrFile); return 0; } Чтение немного сложнее, но оно и понятно: во-первых, мы понятия не имеем сколько информации нам надо считать. Мы это вычисляем при помощи новых функций. Во-вторых, для чтения нужно восстановить позицию в начало файла, и только потом считать. Также здесь приведена пара проверок, на стандартные ошибки, их нужно использовать в лабораторной. В файлах открытых для обновления (например, открытые для чтения и записи), поток должен быть обнулён после выхода, прежде чем выполнять операции ввода. Это может быть сделано либо путем позиционирования (fseek, fsetpos, rewind) или явно, вызвав функцию fflush, как в этом примере: int main() { char buffer[80]; FILE * ptrFile = fopen("example.txt", "r+"); if (!ptrFile) fputs("file error", stderr); else { fputs ("тест", ptrFile); fflush (ptrFile); fgets(buffer, 80, ptrFile); puts (buffer); fclose (ptrFile); return 0; // очистка потока } } fflush может использоваться также и для очистки потоков ввода и вывода, но не на каждой операционной системе поток ввода гарантированно очистится (для Windows, как правило, работает). Поток ввода называется stdin, поток вывода — stdout. Лабораторная работа №6 Задание 0. Записать в файл текст, введенный с консоли, в обратном порядке. Считать текст и вывести на экран в обратном порядке. (В итоге получится тот текст, который и вводили) Задание 1. Реализовать простейший редактор текста. Он должен иметь меню, состоящее из 4 пунктов: 1. Создать новый файл. 2. Добавить в существующий. 3. Открыть файл для чтения. 4. Выход. При выборе 1 и 2 пункта пользователю предлагается ввести текст, когда он закончит ввод клавишей Enter, будет предложение продолжить ввод или сохранить в файл. Имя файла пользователь должен ввести вручную. После сохранения файла пользователь попадает в меню. При выборе 3 пункта, пользователю показывается на экран содержимое файла, после нажатия enter, пользователь попадает в меню. При выборе 4 пункта программа завершается. Задание 2. Программа должна считывать слова из файла, затем сортировать в лексикографическом порядке и записывать в выходной файл.