Работа с текстовыми файлами
Теги: Текстовые файлы, fopen, fclose, feof, setbuf, setvbuf, fflush, fgetc, fprintf, fscanf, fgets, буферизированный поток, небуферизированный поток.
Работа с текстовыми файлами
Р абота с текстовым файлом похожа работу с консолью: с помощью функций форматированного ввода мы сохраняем данные в файл, с помощью функций форматированного вывода считываем данные из файла. Есть множество нюансов, которые мы позже рассмотрим. Основные операции, которые необходимо проделать, это
- 1. Открыть файл, для того, чтобы к нему можно было обращаться. Соответственно, открывать можно для чтения, записи, чтения и записи, переписывания или записи в конец файла и т.п. Когда вы открываете файл, может также произойти куча ошибок – файла может не существовать, это может быть файл не того типа, у вас может не быть прав на работу с файлом и т.д. Всё это необходимо учитывать.
- 2. Непосредственно работа с файлом — запись и чтение. Здесь также нужно помнить, что мы работаем не с памятью с произвольным доступом, а с буферизированным потоком, что добавляет свою специфику.
- 3. Закрыть файл. Так как файл является внешним по отношению к программе ресурсом, то если его не закрыть, то он продолжит висеть в памяти, возможно, даже после закрытия программы (например, нельзя будет удалить открытый файл или внести изменения и т.п.). Кроме того, иногда необходимо не закрывать, а «переоткрывать» файл для того, чтобы, например, изменить режим доступа.
Кроме того, существует ряд задач, когда нам не нужно обращаться к содержимому файла: переименование, перемещение, копирование и т.д. К сожалению, в стандарте си нет описания функций для этих нужд. Они, безусловно, имеются для каждой из реализаций компилятора. Считывание содержимого каталога (папки, директории) – это тоже обращение к файлу, потому что папка сама по себе является файлом с метаинформацией.
Иногда необходимо выполнять некоторые вспомогательные операции: переместиться в нужное место файла, запомнить текущее положение, определить длину файла и т.д.
Для работы с файлом необходим объект FILE. Этот объект хранит идентификатор файлового потока и информацию, которая нужна, чтобы им управлять, включая указатель на его буфер, индикатор позиции в файле и индикаторы состояния.
Объект FILE сам по себе является структурой, но к его полям не должно быть доступа. Переносимая программа должна работать с файлом как с абстрактным объектом, позволяющим получить доступ до файлового потока.
Создание и выделение памяти под объект типа FILE осуществляется с помощью функции fopen или tmpfile (есть и другие, но мы остановимся только на этих).
Функция fopen открывает файл. Она получает два аргумента – строку с адресом файла и строку с режимом доступа к файлу. Имя файла может быть как абсолютным, так и относительным. fopen возвращает указатель на объект FILE, с помощью которого далее можно осуществлять доступ к файлу.
FILE* fopen(const char* filename, const char* mode);
Например, откроем файл и запишем в него Hello World
#include #include #include void main() < //С помощью переменной file будем осуществлять доступ к файлу FILE *file; //Открываем текстовый файл с правами на запись file = fopen("C:/c/test.txt", "w+t"); //Пишем в файл fprintf(file, "Hello, World!"); //Закрываем файл fclose(file); getch(); >
Функция fopen сама выделяет память под объект, очистка проводится функцией fclose. Закрывать файл обязательно, самостоятельно он не закроется.
Функция fopen может открывать файл в текстовом или бинарном режиме. По умолчанию используется текстовый. Режим доступа может быть следующим
| Тип | Описание |
|---|---|
| r | Чтение. Файл должен существовать. |
| w | Запись нового файла. Если файл с таким именем уже существует, то его содержимое будет потеряно. |
| a | Запись в конец файла. Операции позиционирования (fseek, fsetpos, frewind) игнорируются. Файл создаётся, если не существовал. |
| r+ | Чтение и обновление. Можно как читать, так и писать. Файл должен существовать. |
| w+ | Запись и обновление. Создаётся новый файл. Если файл с таким именем уже существует, то его содержимое будет потеряно. Можно как писать, так и читать. |
| a+ | Запись в конец и обновление. Операции позиционирования работают только для чтения, для записи игнорируются. Если файл не существовал, то будет создан новый. |
Если необходимо открыть файл в бинарном режиме, то в конец строки добавляется буква b, например “rb”, “wb”, “ab”, или, для смешанного режима “ab+”, “wb+”, “ab+”. Вместо b можно добавлять букву t, тогда файл будет открываться в текстовом режиме. Это зависит от реализации. В новом стандарте си (2011) буква x означает, что функция fopen должна завершиться с ошибкой, если файл уже существует. Дополним нашу старую программу: заново откроем файл и считаем, что мы туда записали.
#include #include #include void main() < FILE *file; char buffer[128]; file = fopen("C:/c/test.txt", "w"); fprintf(file, "Hello, World!"); fclose(file); file = fopen("C:/c/test.txt", "r"); fgets(buffer, 127, file); printf("%s", buffer); fclose(file); getch(); >
Вместо функции fgets можно было использовать fscanf, но нужно помнить, что она может считать строку только до первого пробела.
fscanf(file, «%127s», buffer);
Также, вместо того, чтобы открывать и закрывать файл можно воспользоваться функцией freopen, которая «переоткрывает» файл с новыми правами доступа.
#include #include #include void main() < FILE *file; char buffer[128]; file = fopen("C:/c/test.txt", "w"); fprintf(file, "Hello, World!"); freopen("C:/c/test.txt", "r", file); fgets(buffer, 127, file); printf("%s", buffer); fclose(file); getch(); >
Функции fprintf и fscanf отличаются от printf и scanf только тем, что принимают в качестве первого аргумента указатель на FILE, в который они будут выводить или из которого они будут читать данные. Здесь стоит сразу же добавить, что функции printf и scanf могут быть без проблем заменены функциями fprintf и fscanf. В ОС (мы рассматриваем самые распространённые и адекватные операционные системы) существует три стандартных потока: стандартный поток вывода stdout, стандартный поток ввода stdin и стандартный поток вывода ошибок stderr. Они автоматически открываются во время запуска приложения и связаны с консолью. Пример
#include #include #include void main() < int a, b; fprintf(stdout, "Enter two numbers\n"); fscanf(stdin, "%d", &a); fscanf(stdin, "%d", &b); if (b == 0) < fprintf(stderr, "Error: divide by zero"); >else < fprintf(stdout, "%.3f", (float) a / (float) b); >getch(); >
Ошибка открытия файла
Если вызов функции fopen прошёл неудачно, то она возвратит NULL. Ошибки во время работы с файлами встречаются достаточно часто, поэтому каждый раз, когда мы окрываем файл, необходимо проверять результат работы
#include #include #include #define ERROR_OPEN_FILE -3 void main() < FILE *file; char buffer[128]; file = fopen("C:/c/test.txt", "w"); if (file == NULL) < printf("Error opening file"); getch(); exit(ERROR_OPEN_FILE); >fprintf(file, "Hello, World!"); freopen("C:/c/test.txt", "r", file); if (file == NULL) < printf("Error opening file"); getch(); exit(ERROR_OPEN_FILE); >fgets(buffer, 127, file); printf("%s", buffer); fclose(file); getch(); >
Проблему вызывает случай, когда открывается сразу несколько файлов: если один из них нельзя открыть, то остальные также должны быть закрыты
. FILE *inputFile, *outputFile; unsigned m, n; unsigned i, j; inputFile = fopen(INPUT_FILE, READ_ONLY); if (inputFile == NULL) < printf("Error opening file %s", INPUT_FILE); getch(); exit(3); >outputFile = fopen(OUTPUT_FILE, WRITE_ONLY); if (outputFile == NULL) < printf("Error opening file %s", OUTPUT_FILE); getch(); if (inputFile != NULL) < fclose(inputFile); >exit(4); > .
В простых случаях можно действовать влоб, как в предыдущем куске кода. В более сложных случаях используются методы, подменяющиее RAII из С++: обёртки, или особенности компилятора (cleanup в GCC) и т.п.
Буферизация данных
- 1) Если он заполнен
- 2) Если поток закрывается
- 3) Если мы явно указываем, что необходимо очистить буфер (здесь тоже есть исключения:)).
- 4) Также очищается, если программа завершилась удачно. Вместе с этим закрываются и все файлы. В случае ошибки выполнения этого может не произойти.
Форсировать выгрузку буфера можно с помощью вызова функции fflush(File *). Рассмотрим два примера – с очисткой и без.
#include #include #include void main() < FILE *file; char c; file = fopen("C:/c/test.txt", "w"); do < c = getch(); fprintf(file, "%c", c); fprintf(stdout, "%c", c); //fflush(file); >while(c != 'q'); fclose(file); getch(); >
Раскомментируйте вызов fflush. Во время выполнения откройте текстовый файл и посмотрите на поведение.
Буфер файла можно назначить самостоятельно, задав свой размер. Делается это при помощи функции
void setbuf (FILE * stream, char * buffer);
которая принимает уже открытый FILE и указатель на новый буфер. Размер нового буфера должен быть не меньше чем BUFSIZ (к примеру, на текущей рабочей станции BUFSIZ равен 512 байт). Если передать в качестве буфера NULL, то поток станет небуферизированным. Можно также воспользоваться функцией
int setvbuf ( FILE * stream, char * buffer, int mode, size_t size );
- _IOFBF — полная буферизация. Данные записываются в файл, когда он заполняется. На считывание, буфер считается заполненным, когда запрашивается операция ввода и буфер пуст.
- _IOLBF — линейная буферизация. Данные записываются в файл когда он заполняется, либо когда встречается символ новой строки. На считывание, буфер заполняется до символа новой строки, когда запрашивается операция ввода и буфер пуст.
- _IONBF – без буферизации. В этом случае параметры size и buffer игнорируются.
Пример: зададим свой буфер и посмотрим, как осуществляется чтение из файла. Пусть файл короткий (что-нибудь, типа Hello, World!), и считываем мы его посимвольно
#include #include #include void main() < FILE *input = NULL; char c; char buffer[BUFSIZ * 2] = ; input = fopen("D:/c/text.txt", "rt"); setbuf(input, buffer); while (!feof(input)) < c = fgetc(input); printf("%c\n", c); printf("%s\n", buffer); _getch(); >fclose(input); >
Видно, что данные уже находятся в буфере. Считывание посимвольно производится уже из буфера.
feof
Функция int feof (FILE * stream); возвращает истину, если конец файла достигнут. Функцию удобно использовать, когда необходимо пройти весь файл от начала до конца. Пусть есть файл с текстовым содержимым text.txt. Считаем посимвольно файл и выведем на экран.
#include #include #include void main() < FILE *input = NULL; char c; input = fopen("D:/c/text.txt", "rt"); if (input == NULL) < printf("Error opening file"); _getch(); exit(0); >while (!feof(input)) < c = fgetc(input); fprintf(stdout, "%c", c); >fclose(input); _getch(); >
Всё бы ничего, только функция feof работает неправильно. Это связано с тем, что понятие «конец файла» не определено. При использовании feof часто возникает ошибка, когда последние считанные данные выводятся два раза. Это связано с тем, что данные записывается в буфер ввода, последнее считывание происходит с ошибкой и функция возвращает старое считанное значение.
#include #include #include void main() < FILE *input = NULL; char c; input = fopen("D:/c/text.txt", "rt"); if (input == NULL) < printf("Error opening file"); _getch(); exit(0); >while (!feof(input)) < fscanf(input, "%c", &c); fprintf(stdout, "%c", c); >fclose(input); _getch(); >
Этот пример сработает с ошибкой (скорее всего) и выведет последний символ файла два раза.
Решение – не использовать feof. Например, хранить общее количество записей или использовать тот факт, что функции fscanf и пр. обычно возвращают число верно считанных и сопоставленных значений.
#include #include #include void main() < FILE *input = NULL; char c; input = fopen("D:/c/text.txt", "rt"); if (input == NULL) < printf("Error opening file"); _getch(); exit(0); >while (fscanf(input, "%c", &c) == 1) < fprintf(stdout, "%c", c); >fclose(input); _getch(); >
Примеры
1. В одном файле записаны два числа — размерности массива. Заполним второй файл массивом случайных чисел.
#include #include #include #include //Имена файлов и права доступа #define INPUT_FILE "D:/c/input.txt" #define OUTPUT_FILE "D:/c/output.txt" #define READ_ONLY "r" #define WRITE_ONLY "w" //Максимальное значение для размера массива #define MAX_DIMENSION 100 //Ошибка при открытии файла #define ERROR_OPEN_FILE -3 void main() < FILE *inputFile, *outputFile; unsigned m, n; unsigned i, j; inputFile = fopen(INPUT_FILE, READ_ONLY); if (inputFile == NULL) < printf("Error opening file %s", INPUT_FILE); getch(); exit(ERROR_OPEN_FILE); >outputFile = fopen(OUTPUT_FILE, WRITE_ONLY); if (outputFile == NULL) < printf("Error opening file %s", OUTPUT_FILE); getch(); //Если файл для чтения удалось открыть, то его необходимо закрыть if (inputFile != NULL) < fclose(inputFile); >exit(ERROR_OPEN_FILE); > fscanf(inputFile, "%ud %ud", &m, &n); if (m > MAX_DIMENSION) < m = MAX_DIMENSION; >if (n > MAX_DIMENSION) < n = MAX_DIMENSION; >srand(time(NULL)); for (i = 0; i < n; i++) < for (j = 0; j < m; j++) < fprintf(outputFile, "%8d ", rand()); >fprintf(outputFile, "\n"); > //Закрываем файлы fclose(inputFile); fclose(outputFile); >
2. Пользователь копирует файл, при этом сначала выбирает режим работы: файл может выводиться как на консоль, так и копироваться в новый файл.
#include #include #include #define ERROR_FILE_OPEN -3 void main() < FILE *origin = NULL; FILE *output = NULL; char filename[1024]; int mode; printf("Enter filename: "); scanf("%1023s", filename); origin = fopen(filename, "r"); if (origin == NULL) < printf("Error opening file %s", filename); getch(); exit(ERROR_FILE_OPEN); >printf("enter mode: [1 - copy, 2 - print] "); scanf("%d", &mode); if (mode == 1) < printf("Enter filename: "); scanf("%1023s", filename); output = fopen(filename, "w"); if (output == NULL) < printf("Error opening file %s", filename); getch(); fclose(origin); exit(ERROR_FILE_OPEN); >> else < output = stdout; >while (!feof(origin)) < fprintf(output, "%c", fgetc(origin)); >fclose(origin); fclose(output); getch(); >
3. Пользователь вводит данные с консоли и они записываются в файл до тех пор, пока не будет нажата клавиша esc. Проверьте программу и посмотрите. как она себя ведёт в случае, если вы вводите backspace: что выводится в файл и что выводится на консоль.
#include #include #include #define ERROR_FILE_OPEN -3 void main() < FILE *output = NULL; char c; output = fopen("D:/c/test_output.txt", "w+t"); if (output == NULL) < printf("Error opening file"); _getch(); exit(ERROR_FILE_OPEN); >for (;;) < c = _getch(); if (c == 27) < break; >fputc(c, output); fputc(c, stdout); > fclose(output); >
4. В файле записаны целые числа. Найти максимальное из них. Воспользуемся тем, что функция fscanf возвращает число верно прочитанных и сопоставленных объектов. Каждый раз должно возвращаться число 1.
#include #include #include #define ERROR_FILE_OPEN -3 void main() < FILE *input = NULL; int num, maxn, hasRead; input = fopen("D:/c/input.txt", "r"); if (input == NULL) < printf("Error opening file"); _getch(); exit(ERROR_FILE_OPEN); >maxn = INT_MIN; hasRead = 1; while (hasRead == 1) < hasRead = fscanf(input, "%d", &num); if (hasRead != 1) < continue; >if (num > maxn) < maxn = num; >> printf("max number = %d", maxn); fclose(input); _getch(); >
Другое решение считывать числа, пока не дойдём до конца файла.
#include #include #include #include #define ERROR_FILE_OPEN -3 void main() < FILE *input = NULL; int num, maxn, hasRead; input = fopen("D:/c/input.txt", "r"); if (input == NULL) < printf("Error opening file"); _getch(); exit(ERROR_FILE_OPEN); >maxn = INT_MIN; while (!feof(input)) < fscanf(input, "%d", &num); if (num >maxn) < maxn = num; >> printf("max number = %d", maxn); fclose(input); _getch(); >
5. В файле записаны слова: русское слово, табуляция, английское слово, в несколько рядов. Пользователь вводит английское слово, необходимо вывести русское.
Файл с переводом выглядит примерно так
солнце sun
карандаш pen
шариковая ручка pencil
дверь door
окно windows
стул chair
кресло armchair
и сохранён в кодировке cp866 (OEM 866). При этом важно: последняя пара cлов также заканчивается переводом строки.
Алгоритм следующий — считываем строку из файла, находим в строке знак табуляции, подменяем знак табуляции нулём, копируем русское слово из буфера, копируем английское слово из буфера, проверяем на равенство.
#include #include #include #include #define ERROR_FILE_OPEN -3 void main() < FILE *input = NULL; char buffer[512]; char enWord[128]; char ruWord[128]; char usrWord[128]; unsigned index; int length; int wasFound; input = fopen("D:/c/input.txt", "r"); if (input == NULL) < printf("Error opening file"); _getch(); exit(ERROR_FILE_OPEN); >printf("enter word: "); fgets(usrWord, 127, stdin); wasFound = 0; while (!feof(input)) < fgets(buffer, 511, input); length = strlen(buffer); for (index = 0; index < length; index++) < if (buffer[index] == '\t') < buffer[index] = '\0'; break; >> strcpy(ruWord, buffer); strcpy(enWord, &buffer[index + 1]); if (!strcmp(enWord, usrWord)) < wasFound = 1; break; >> if (wasFound) < printf("%s", ruWord); >else < printf("Word not found"); >fclose(input); _getch(); >
6. Подсчитать количество строк в файле. Будем считывать файл посимвольно, считая количество символов ‘\n’ до тех пор, пока не встретим символ EOF. EOF – это спецсимвол, который указывает на то, что ввод закончен и больше нет данных для чтения. Функция возвращает отрицательное значение в случае ошибки.
ЗАМЕЧАНИЕ: EOF имеет тип int, поэтому нужно использовать int для считывания символов. Кроме того, значение EOF не определено стандартом.
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include #include #include int cntLines(const char *filename) < int lines = 0; int any; //any типа int, потому что EOF имеет тип int! FILE *f = fopen(filename, "r"); if (f == NULL) < return -1; >do < any = fgetc(f); //printf("%c", any);//debug if (any == '\n') < lines++; >> while(any != EOF); fclose(f); return lines; > void main() < printf("%d\n", cntLines("C:/c/file.txt")); _getch(); >
ru-Cyrl 18- tutorial Sypachev S.S. 1989-04-14 sypachev_s_s@mail.ru Stepan Sypachev students
Всё ещё не понятно? – пиши вопросы на ящик
Как задать текстовый файл в c
Доступ к диску (чтение/запись) гораздо (на несколько порядков) медленнее, чем доступ к данным в оперативной памяти. Кроме того, если мы читаем или записываем файл при помощи системных вызовов маленькими порциями (по 1-10 символов)
char c; while( read(0, &c, 1)) . ; /* 0 - стандартный ввод */
то мы проигрываем еще в одном: каждый системный вызов — это обращение к ядру операционной системы. При каждом таком обращении происходит довольно большая дополнительная работа (смотри главу «Взаимодействие с UNIX«). При этом накладные расходы на такое посимвольное чтение файла могут значительно превысить полезную работу.
Еще одной проблемой является то, что системные вызовы работают с файлом как с неструктурированным массивом байт; тогда как человеку часто удобнее представлять, что файл поделен на строки, содержащие читабельный текст, состоящий лишь из обычных печатных символов (текстовый файл).
Для решения этих двух проблем была построена специальная библиотека функций, названная stdio — «стандартная библиотека ввода/вывода» (standard input/output library). Она является частью библиотеки /lib/libc.a и представляет собой надстройку над системными вызовами (т.к. в конце концов все ее функции время от времени обращаются к системе, но гораздо реже, чем если использовать сисвызовы непосредственно).
Небезызвестная директива #include stdio.h> включает в нашу программу файл с объявлением форматов данных и констант, используемых этой библиотекой.
Библиотеку stdio можно назвать библиотекой буферизованного обмена, а также библиотекой работы с текстовыми файлами (т.е. имеющими разделение на строки), поскольку для оптимизации обменов с диском (для уменьшения числа обращений к нему и тем самым сокращения числа системных вызовов) эта библиотека вводит буферизацию, а также предоставляет несколько функций для работы со строчно-организованными файлами.
- дескриптор fd файла для обращения к системным вызовам;
- указатель на буфер, размещенный в памяти программы;
- указатель на текущее место в буфере, откуда надо выдать или куда записать очередной символ; этот указатель продвигается при каждом вызове getc или putc;
- счетчик оставшихся в буфере символов (при чтении) или свободного места (при записи);
- режимы открытия файла (чтение/запись/чтение+запись) и текущее состояние файла. Одно из состояний — при чтении файла был достигнут его конец **;
- способ буферизации;
Предусмотрено несколько стандартных структур FILE, указатели на которые называются stdin, stdout и stderr и связаны с дескрипторами 0, 1, 2 соответственно (стандартный ввод, стандартный вывод, стандартный вывод ошибок). Напомним, что эти каналы открыты неявно (автоматически) и, если не перенаправлены, связаны с вводом с клавиатуры и выводом на терминал.
Буфер в оперативной памяти нашей программы создается (функцией malloc) при открытии файла при помощи функции fopen(). После открытия файла все операции обмена с файлом происходят не по 1 байту, а большими порциями размером с буфер — обычно по 512 байт (константа BUFSIZ).
При чтении символа
int c; FILE *fp = . ; c = getc(fp);
getc выдает ее первый байт.
При последующих вызовах getc выдаются следующие байты из буфера, а обращений к диску уже не происходит! Лишь когда буфер будет исчерпан — произойдет очередное чтение с диска. Таким образом, информация читается из файла с опережением, заранее наполняя буфер; а по требованию выдается уже из буфера. Если мы читаем 1024 байта из файла при помощи getc(), то мы 1024 раза вызываем эту функцию, но всего 2 раза системный вызов read — для чтения двух порций информации из файла, каждая — по 512 байт.
char c; FILE *fp = . ; putc(c, fp);
- буфер заполнен (содержит BUFSIZ символов).
- при закрытии файла (fclose или exit ***).
- при вызове функции fflush (см. ниже).
- в специальном режиме — после помещения в буфер символа ‘\n‘ (см. ниже).
- в некоторых версиях — перед любой операцией чтения из канала stdin (например, при вызове gets), при условии, что stdout буферизован построчно (режим _IOLBF, смотри ниже), что по-умолчанию так и есть.
Приведем упрощенную схему, поясняющую взаимоотношения основных функций и макросов из stdio (кто кого вызывает). Далее s означает строку, c — символ, fp — указатель на структуру FILE **** . Функции, работающие со строками, в цикле вызывают посимвольные операции. Обратите внимание, что в конце концов все функции обращаются к системным вызовам read и write, осуществляющим ввод/вывод низкого уровня.
Системные вызовы далее обозначены жирно, макросы — курсивом.
Открыть файл, создать буфер:
#include stdio.h> FILE *fp = fopen(char *name, char *rwmode); | вызывает V int fd = open (char *name, int irwmode); Если открываем на запись и файл не существует (fd < 0), то создать файл вызовом: fd = creat(char *name, int accessmode); fd будет открыт для записи в файл.
По умолчанию fopen() использует для creat коды доступа accessmode равные 0666 (rwrw-rw-).
Соответствие аргументов fopen и open:
rwmode irwmode ------------------------ "r" O_RDONLY "w" O_WRONLY|O_CREAT |O_TRUNC "r+" O_RDWR "w+" O_RDWR |O_CREAT |O_TRUNC "a" O_WRONLY|O_CREAT |O_APPEND "a+" O_RDWR |O_CREAT |O_APPEND
Для r, r+ файл уже должен существовать, в остальных случаях файл создается, если его не было.
Если fopen() не смог открыть (или создать) файл, он возвращает значение NULL:
if((fp = fopen(name, rwmode)) == NULL)
Итак, схема:
printf(fmt. )--->--,----fprintf(fp,fmt. )->--* fp=stdout | fputs(s,fp)--------->--| puts(s)----------->-------putchar(c)-----,---->--| fp=stdout | fwrite(array,size,count,fp)->--| | Ядро ОС putc(c,fp) ------------------* | |файловая---write(fd,s,len)---------------read(fd,s,len)-* _flsbuf(c,fp) | | ! | |системные буфера ! | | | ! V ungetc(c,fp) |драйвер устр-ва ! | | |(диск, терминал) ! | _filbuf(fp) | | | ! *--------->-----БУФЕРgetc(fp) | rdcount=fread(array,size,count,fp)--<--| gets(s)-------<---------c=getchar()------,----<--| fp=stdout | | fgets(sbuf,buflen,fp)-<--| scanf(fmt. /*ук-ли*/)--<-,--fscanf(fp,fmt. )-* fp=stdin
Закрыть файл, освободить память выделенную под буфер:
fclose(fp) ---> close(fd);
И чуть в стороне — функция позиционирования:
fseek(fp,long_off,whence) ---> lseek(fd,long_off,whence);
Функции _flsbuf и _filbuf — внутренние для stdio, они как раз сбрасывают буфер в файл либо читают новый буфер из файла.
По указателю fp можно узнать дескриптор файла:
int fd = fileno(fp);
Это макроопределение просто выдает поле из структуры FILE. Обратно, если мы открыли файл open-ом, мы можем ввести буферизацию этого канала:
int fd = open(name, O_RDONLY); /* или creat() */ . FILE *fp = fdopen(fd, "r");
(здесь надо вновь указать КАК мы открываем файл, что должно соответствовать режиму открытия open-ом). Теперь можно работать с файлом через fp, а не fd.
В приложении имеется текст, содержащий упрощенную реализацию главных функций из библиотеки stdio.
4.11.
Функция ungetc(c,fp) «возвращает» прочитанный байт в файл. На самом деле байт возвращается в буфер, поэтому эта операция неприменима к небуферизованным каналам. Возврат соответствует сдвигу указателя чтения из буфера (который увеличивается при getc()) на 1 позицию назад. Вернуть можно только один символ подряд (т.е. перед следующим ungetc-ом должен быть хоть один getc), поскольку в противном случае можно сдвинуть указатель за начало буфера и, записывая туда символ c, разрушить память программы.
while((c = getchar()) != '+' ); /* Прочли '+' */ ungetc(c ,stdin); /* А можно заменить этот символ на другой! */ c = getchar(); /* снова прочтет '+' */
4.12.
Очень часто делают ошибку в функции fputc, путая порядок ее аргументов. Так ничего не стоит написать:
FILE *fp = . ; fputc( fp, '\n' );
Запомните навсегда!
int fputc( int c, FILE *fp );
указатель файла идет вторым! Существует также макроопределение
putc( c, fp );
Оно ведет себя как и функция fputc, но не может быть передано в качестве аргумента в функцию:
#include putNtimes( fp, c, n, f ) FILE *fp; int c; int n; int (*f)(); < while( n >0 )< (*f)( c, fp ); n--; >> возможен вызов putNtimes( fp, 'a', 3, fputc ); но недопустимо putNtimes( fp, 'a', 3, putc );
Тем не менее всегда, где возможно, следует пользоваться макросом — он работает быстрее. Аналогично, есть функция fgetc(fp) и макрос getc(fp).
Отметим еще, что putchar и getchar это тоже всего лишь макросы
#define putchar(c) putc((c), stdout) #define getchar() getc(stdin)
4.13.
Известная вам функция printf также является частью библиотеки stdio. Она входит в семейство функций:
FILE *fp; char bf[256]; fprintf(fp, fmt, . ); printf( fmt, . ); sprintf(bf, fmt, . );
Первая из функций форматирует свои аргументы в соответствии с форматом, заданным строкой fmt (она содержит форматы в виде %-ов) и записывает строку-результат посимвольно (вызывая putc) в файл fp. Вторая — это всего-навсего fprintf с каналом fp равным stdout. Третяя выдает сформатированную строку не в файл, а записывает ее в массив bf. В конце строки sprintf добавляет нулевой байт ‘\0’ — признак конца.
Для чтения данных по формату используются функции семейства
fscanf(fp, fmt, /* адреса арг-тов */. ); scanf( fmt, . ); sscanf(bf, fmt, . );
Функции fprintf и fscanf являются наиболее мощным средством работы с текстовыми файлами (содержащими изображение данных в виде печатных символов).
4.14.
Текстовые файлы (имеющие строчную организацию) хранятся на диске как линейные массивы байт. Для разделения строк в них используется символ ‘\n‘. Так, например, текст
стр1 стрк2 кнц
хранится как массив
с т р 1 \n с т р к 2 \n к н ц длина=14 байт ! указатель чтения/записи (read/write pointer RWptr) (расстояние в байтах от начала файла)
При выводе на экран дисплея символ \n преобразуется драйвером терминалов в последовательность \r\n, которая возвращает курсор в начало строки (‘\r‘) и опускает курсор на строку вниз (‘\n‘), то есть курсор переходит в начало следующей строки.
В MS DOS строки в файле на диске разделяются двумя символами \r\n и при выводе на экран никаких преобразований не делается ***** . Зато библиотечные функции языка Си преобразуют эту последовательность при чтении из файла в \n, а при записи в файл превращают \n в \r\n, поскольку в Си считается, что строки разделяются только \n. Для работы с файлом без таких преобразований, его надо открывать как «бинарный»:
FILE *fp = fopen( имя, "rb" ); /* b - binary */ int fd = open ( имя, O_RDONLY | O_BINARY ); '\n' - '\012' (10) line feed '\r' - '\015' (13) carriage return '\t' - '\011' (9) tab '\b' - '\010' (8) backspace '\f' - '\014' (12) form feed '\a' - '\007' (7) audio bell (alert) '\0' - 0. null byte
Все нетекстовые файлы в MS DOS надо открывать именно так, иначе могут произойти разные неприятности. Например, если мы программой копируем нетекстовый файл в текстовом режиме, то одиночный символ \n будет считан в программу как \n, но записан в новый файл как пара \r\n. Поэтому новый файл будет отличаться от оригинала (что для файлов с данными и программ совершенно недопустимо!).
Задание: напишите программу подсчета строк и символов в файле. Указание: надо подсчитать число символов ‘\n‘ в файле и учесть, что последняя строка файла может не иметь этого символа на конце. Поэтому если последний символ файла (тот, который вы прочитаете самым последним) не есть ‘\n‘, то добавьте к счетчику строк 1.
4.15.
Напишите программу подсчета количества вхождений каждого из символов алфавита в файл и печатающую результат в виде таблицы в 4 колонки. (Указание: заведите массив из 256 счетчиков. Для больших файлов счетчики должны быть типа long).
4.16.
Почему вводимый при помощи функций getchar() и getc(fp) символ должен описываться типом int а не char?
Ответ: функция getchar() сообщает о конце файла тем, что возвращает значение EOF (end of file), равное целому числу (-1). Это НЕ символ кодировки ASCII, поскольку getchar() может прочесть из файла любой символ кодировки (кодировка содержит символы с кодами 0. 255), а специальный признак не должен совпадать ни с одним из хранимых в файле символов. Поэтому для его хранения требуется больше одного байта (нужен хотя бы еще 1 бит). Проверка на конец файла в программе обычно выглядит так:
. while((ch = getchar()) != EOF )< putchar(ch); . >
- Пусть ch имеет тип unsigned char. Тогда ch всегда лежит в интервале 0. 255 и НИКОГДА не будет равно (-1). Даже если getchar() вернет такое значение, оно будет приведено к типу unsigned char обрубанием и станет равным 255. При сравнении с целым (-1) оно расширится в int добавлением нулей слева и станет равно 255. Таким образом, наша программа никогда не завершится, т.к. вместо признака конца файла она будет читать символ с кодом 255 (255 != -1).
- Пусть ch имеет тип signed char. Тогда перед сравнением с целым числом EOF байт ch будет приведен к типу signed int при помощи расширения знакового бита (7ого). Если getchar вернет значение (-1), то оно будет сначала в присваивании значения байту ch обрублено до типа char: 255; но в сравнении с EOF значение 255 будет приведено к типу int и получится (-1). Таким образом, истинный конец файла будет обнаружен. Но теперь, если из файла будет прочитан настоящий символ с кодом 255, он будет приведен в сравнении к целому значению (-1) и будет также воспринят как конец файла. Таким образом, если в нашем файле окажется символ с кодом 255, то программа воспримет его как фальшивый конец файла и оставит весь остаток файла необработанным (а в нетекстовых файлах такие символы — не редкость).
- Пусть ch имеет тип int или unsigned int (больше 8 бит). Тогда все корректно.
Отметим, что в UNIX признак конца файла в самом файле физически НЕ ХРАНИТСЯ. Система в любой момент времени знает длину файла с точностью до одного байта; признак EOF вырабатывается стандартными функциями тогда, когда обнаруживается, что указатель чтения достиг конца файла (то есть позиция чтения стала равной длине файла — последний байт уже прочитан).
В MS DOS же в текстовых файлах признак конца (EOF) хранится явно и обозначается символом CTRL/Z. Поэтому, если программным путем записать куда-нибудь в середину файла символ CTRL/Z, то некоторые программы перестанут «видеть» остаток файла после этого символа!
Наконец отметим, что разные функции при достижении конца файла выдают разные значения: scanf, fscanf, fgetc, getc, getchar выдают EOF, read — выдает 0, а gets, fgets — NULL.
4.17.
Напишите программу, которая запрашивает ваше имя и приветствует вас. Для ввода имени используйте стандартные библиотечные функции
gets(s); fgets(s,slen,fp);
В чем разница?
Ответ: функция gets() читает строку (завершающуюся ‘\n‘) из канала fp==stdin. Она не контролирует длину буфера, в которую считывается строка, поэтому если строка окажется слишком длинной — ваша программа повредит свою память (и аварийно завершится). Единственный возможный совет — делайте буфер достаточно большим (очень туманное понятие!), чтобы вместить максимально возможную (длинную) строку.
Функция fgets() контролирует длину строки: если строка на входе окажется длиннее, чем slen символов, то остаток строки не будет прочитан в буфер s, а будет оставлен «на потом». Следующий вызов fgets прочитает этот сохраненный остаток. Кроме того fgets, в отличие от gets, не обрубает символ ‘\n‘ на конце строки, что доставляет нам дополнительные хлопоты по его уничтожению, поскольку в Си «нормальные» строки завершаются просто ‘\0‘, а не «\n\0«.
char buffer[512]; FILE *fp = . ; int len; . while(fgets(buffer, sizeof buffer, fp))< if((len = strlen(buffer)) && buffer[len-1] == '\n') /* @ */ buffer[--len] = '\0'; printf("%s\n", buffer); >
Здесь len — длина строки. Если бы мы выбросили оператор, помеченный ‘@’, то printf печатал бы текст через строку, поскольку выдавал бы код ‘\n‘ дважды — из строки buffer и из формата «%s\n».
Если в файле больше нет строк (файл дочитан до конца), то функции gets и fgets возвращают значение NULL. Обратите внимание, что NULL, а не EOF. Пока файл не дочитан, эти функции возвращают свой первый аргумент — адрес буфера, в который была записана очередная строка файла.
Фрагмент для обрубания символа перевода строки может выглядеть еще так:
#include stdio.h> #include string.h> char buffer[512]; FILE *fp = . ; . while(fgets(buffer, sizeof buffer, fp) != NULL)< char *sptr; if(sptr = strchr(buffer, '\n')) *sptr = '\0'; printf("%s\n", buffer); >
4.18.
В чем отличие puts(s); и fputs(s,fp); ?
Ответ: puts выдает строку s в канал stdout. При этом puts выдает сначала строку s, а затем — дополнительно — символ перевода строки ‘\n‘. Функция же fputs символ перевода строки не добавляет. Упрощенно:
fputs(s, fp) char *s; FILE *fp; < while(*s) putc(*s++, fp); >puts(s) char *s;
4.19.
Найдите ошибки в программе:
#include main()
Мораль: надо быть внимательнее к формату вызова и смыслу библиотечных функций.
* Это не та «связующая» структура file в ядре, про которую шла речь выше, а ЕЩЕ одна — в памяти самой программы.
** Проверить это состояние позволяет макрос feof(fp); он истинен, если конец был достигнут, ложен — если еще нет.
*** При выполнении вызова завершения программы exit(); все открытые файлы автоматически закрываются.
**** Обозначения fd для дескрипторов и fp для указателей на файл прижились и их следует придерживаться. Если переменная должна иметь более мнемоничное имя — следует писать так: fp_output, fd_input (а не просто fin, fout).
***** Управляющие символы имеют следующие значения:
© Copyright А. Богатырев, 1992-95
Си в UNIX
Работа с файлами
Для удобства обращения информация в запоминающих устройствах хранится в виде файлов.
Файл – именованная область внешней памяти, выделенная для хранения массива данных. Данные, содержащиеся в файлах, имеют самый разнообразный характер: программы на алгоритмическом или машинном языке; исходные данные для работы программ или результаты выполнения программ; произвольные тексты; графические изображения и т. п.
Каталог ( папка , директория ) – именованная совокупность байтов на носителе информации, содержащая название подкаталогов и файлов, используется в файловой системе для упрощения организации файлов.
Файловой системой называется функциональная часть операционной системы, обеспечивающая выполнение операций над файлами. Примерами файловых систем являются FAT (FAT – File Allocation Table, таблица размещения файлов), NTFS, UDF (используется на компакт-дисках).
Существуют три основные версии FAT: FAT12, FAT16 и FAT32. Они отличаются разрядностью записей в дисковой структуре, т.е. количеством бит, отведённых для хранения номера кластера. FAT12 применяется в основном для дискет (до 4 кбайт), FAT16 – для дисков малого объёма, FAT32 – для FLASH-накопителей большой емкости (до 32 Гбайт).
Рассмотрим структуру файловой системы на примере FAT32.
Файловая структура FAT32
Устройства внешней памяти в системе FAT32 имеют не байтовую, а блочную адресацию. Запись информации в устройство внешней памяти осуществляется блоками или секторами.
Сектор – минимальная адресуемая единица хранения информации на внешних запоминающих устройствах. Как правило, размер сектора фиксирован и составляет 512 байт. Для увеличения адресного пространства устройств внешней памяти сектора объединяют в группы, называемые кластерами.
Кластер – объединение нескольких секторов, которое может рассматриваться как самостоятельная единица, обладающая определёнными свойствами. Основным свойством кластера является его размер, измеряемый в количестве секторов или количестве байт.
Файловая система FAT32 имеет следующую структуру.
Нумерация кластеров, используемых для записи файлов, ведется с 2. Как правило, кластер №2 используется корневым каталогом, а начиная с кластера №3 хранится массив данных. Сектора, используемые для хранения информации, представленной выше корневого каталога, в кластеры не объединяются.
Минимальный размер файла, занимаемый на диске, соответствует 1 кластеру.
Загрузочный сектор начинается следующей информацией:
- EB 58 90 – безусловный переход и сигнатура;
- 4D 53 44 4F 53 35 2E 30 MSDOS5.0;
- 00 02 – количество байт в секторе (обычно 512);
- 1 байт – количество секторов в кластере;
- 2 байта – количество резервных секторов.
Кроме того, загрузочный сектор содержит следующую важную информацию:
- 0x10 (1 байт) – количество таблиц FAT (обычно 2);
- 0x20 (4 байта) – количество секторов на диске;
- 0x2С (4 байта) – номер кластера корневого каталога;
- 0x47 (11 байт) – метка тома;
- 0x1FE (2 байта) – сигнатура загрузочного сектора ( 55 AA ).
Сектор информации файловой системы содержит:
- 0x00 (4 байта) – сигнатура ( 52 52 61 41 );
- 0x1E4 (4 байта) – сигнатура ( 72 72 41 61 );
- 0x1E8 (4 байта) – количество свободных кластеров, -1 если не известно;
- 0x1EС (4 байта) – номер последнего записанного кластера;
- 0x1FE (2 байта) – сигнатура ( 55 AA ).
Таблица FAT содержит информацию о состоянии каждого кластера на диске. Младшие 2 байт таблицы FAT хранят F8 FF FF 0F FF FF FF FF (что соответствует состоянию кластеров 0 и 1, физически отсутствующих). Далее состояние каждого кластера содержит номер кластера, в котором продолжается текущий файл или следующую информацию:
- 00 00 00 00 – кластер свободен;
- FF FF FF 0F – конец текущего файла.
Корневой каталог содержит набор 32-битных записей информации о каждом файле, содержащих следующую информацию:
- 8 байт – имя файла;
- 3 байта – расширение файла;
Корневой каталог содержит набор 32-битных записей информации о каждом файле, содержащих следующую информацию:
- 8 байт – имя файла;
- 3 байта – расширение файла;
- 1 байт – атрибут файла:
- 1 байт – зарезервирован;
- 1 байт – время создания (миллисекунды) (число от 0 до 199);
- 2 байта – время создания (с точностью до 2с):
- 2 байта – дата создания:
- 2 байта – дата последнего доступа;
- 2 байта – старшие 2 байта начального кластера;
- 2 байта – время последней модификации;
- 2 байта – дата последней модификации;
- 2 байта – младшие 2 байта начального кластера;
- 4 байта – размер файла (в байтах).
В случае работы с длинными именами файлов (включая русские имена) кодировка имени файла производится в системе кодировки UTF-16. При этого для кодирования каждого символа отводится 2 байта. При этом имя файла записывается в виде следующей структуры:
- 1 байт последовательности;
- 10 байт содержат младшие 5 символов имени файла;
- 1 байт атрибут;
- 1 байт резервный;
- 1 байт – контрольная сумма имени DOS;
- 12 байт содержат младшие 3 символа имени файла;
- 2 байта – номер первого кластера;
- остальные символы длинного имени.
Далее следует запись, включающая имя файла в формате 8.3 в обычном формате.
Работа с файлами в языке Си
Для программиста открытый файл представляется как последовательность считываемых или записываемых данных. При открытии файла с ним связывается поток ввода-вывода . Выводимая информация записывается в поток, вводимая информация считывается из потока.
Когда поток открывается для ввода-вывода, он связывается со стандартной структурой типа FILE , которая определена в stdio.h . Структура FILE содержит необходимую информацию о файле.
Открытие файла осуществляется с помощью функции fopen() , которая возвращает указатель на структуру типа FILE , который можно использовать для последующих операций с файлом.
FILE *fopen(name, type);
name – имя открываемого файла (включая путь),
type — указатель на строку символов, определяющих способ доступа к файлу:
- «r» — открыть файл для чтения (файл должен существовать);
- «w» — открыть пустой файл для записи; если файл существует, то его содержимое теряется;
- «a» — открыть файл для записи в конец (для добавления); файл создается, если он не существует;
- «r+» — открыть файл для чтения и записи (файл должен существовать);
- «w+» — открыть пустой файл для чтения и записи; если файл существует, то его содержимое теряется;
- «a+» — открыть файл для чтения и дополнения, если файл не существует, то он создаётся.
Возвращаемое значение — указатель на открытый поток. Если обнаружена ошибка, то возвращается значение NULL .
Функция fclose() закрывает поток или потоки, связанные с открытыми при помощи функции fopen() файлами. Закрываемый поток определяется аргументом функции fclose() .
Возвращаемое значение: значение 0, если поток успешно закрыт; константа EOF , если произошла ошибка.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
#include
int main() FILE *fp;
char name[] = «my.txt» ;
if ((fp = fopen(name, «r» )) == NULL )
printf( «Не удалось открыть файл» );
getchar();
return 0;
>
// открыть файл удалось
. // требуемые действия над данными
fclose(fp);
getchar();
return 0;
>
Чтение символа из файла:
char fgetc(поток);
Аргументом функции является указатель на поток типа FILE . Функция возвращает код считанного символа. Если достигнут конец файла или возникла ошибка, возвращается константа EOF .
Запись символа в файл:
fputc(символ,поток);
Аргументами функции являются символ и указатель на поток типа FILE . Функция возвращает код считанного символа.
Функции fscanf() и fprintf() аналогичны функциям scanf() и printf() , но работают с файлами данных, и имеют первый аргумент — указатель на файл.
fscanf(поток, «ФорматВвода» , аргументы);
fprintf(поток, «ФорматВывода» , аргументы);
Функции fgets() и fputs() предназначены для ввода-вывода строк, они являются аналогами функций gets() и puts() для работы с файлами.
fgets(УказательНаСтроку, КоличествоСимволов, поток);
Символы читаются из потока до тех пор, пока не будет прочитан символ новой строки ‘\n’ , который включается в строку, или пока не наступит конец потока EOF или не будет прочитано максимальное количество символов. Результат помещается в указатель на строку и заканчивается нуль- символом ‘\0’ . Функция возвращает адрес строки.
fputs(УказательНаСтроку,поток);
Копирует строку в поток с текущей позиции. Завершающий нуль- символ не копируется.
Пример Ввести число и сохранить его в файле s1.txt. Считать число из файла s1.txt, увеличить его на 3 и сохранить в файле s2.txt.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
#include
#include
int main()
FILE *S1, *S2;
int x, y;
system( «chcp 1251» );
system( «cls» );
printf( «Введите число : » );
scanf( «%d» , &x);
S1 = fopen( «S1.txt», «w» );
fprintf(S1, «%d» , x);
fclose(S1);
S1 = fopen( «S1.txt», «r» );
S2 = fopen( «S2.txt», «w» );
fscanf(S1, «%d» , &y);
y += 3;
fclose(S1);
fprintf(S2, «%d\n» , y);
fclose(S2);
return 0;
>
Результат выполнения — 2 файла
Работа с файлами в C++ описана здесь.
Редактирование текстового файла произвольного размера в C/C++
Например, файл 1.txt содержит информацию «123456789**» Как убрать звёздочки? В конце должно получиться «123456789». Как правильно редактировать файл 1.txt, не создавая другой файл?
Отслеживать
51.4k 87 87 золотых знаков 267 267 серебряных знаков 505 505 бронзовых знаков
задан 9 мая 2011 в 14:54
alexl1720p alexl1720p
109 2 2 золотых знака 3 3 серебряных знака 12 12 бронзовых знаков
4 ответа 4
Сортировка: Сброс на вариант по умолчанию
Откроем два потока (один чтение, другой запись (на update)) на тот же файл. Переписываем поверх символы не равные ‘*’, потом урезаем файл.
#include #include #include main (int ac, char *av[]) < if (ac < 2) < printf ("No filename\n"); exit(1); >int i = 0, c; FILE *in = fopen(av[1],"r"), *out = fopen(av[1],"r+"); if (in == NULL || out == NULL) < perror (av[1]); exit(2); >rewind(out); while ((c = fgetc(in)) != EOF) < if (c != '*') < i++; fputc(c,out); >> fclose(in); ftruncate(fileno(out),i); fclose(out); > Отслеживать
ответ дан 9 мая 2011 в 20:07
45.9k 6 6 золотых знаков 47 47 серебряных знаков 115 115 бронзовых знаков
Уважаемый avp, напишите пожалуйста для особо непонятливых программу сразу готовую для конпилеации. а то я запутался в FILE *in = fopen(av[1],»r»), *out = fopen(av[1],»r+»); и невьехал как работает ftruncate (((
9 мая 2011 в 21:26
Программа компилировалась gcc в MinGW и Interix. FILE *in = fopen(«имя файла»,»r») открывает связывает переменную in с потоком для чтения. FILE *out = (. «r+») аналогично для записи в этот же файл. «r+» вообще-то открывает файл как для чтения, так и для записи НЕ УРЕЗАЯ ЕГО ПРИ ОТКРЫТИИ. В некоторых реализациях для перехода к операциям записи требуется seek() (rewind()). В переменной i подсчитывается количество байт, которые записали в файл (не *). ftruncate() (см. man 2 ftruncate) урезает файл до нужного размера. Она требует файловый дескриптор, получаем его по fileno(out). Все !