Чтение файла

Если нам нужно читать большие порции данных, например из файла, каким должен быть признак STOP? Это должен быть такой символ, который обычно не используется в тексте и, следовательно, не приводит к ситуации, когда он случайно встретится при вводе, и работа программы будет остановлена раньше, чем бы мы хотели. Файлом можно назвать участок памяти, в который помещена некоторая информация. Обычно файл хранится в некоторой долговременной памяти, например на гибких или жестких дисках или на магнитной ленте. Чтобы отмечать, где кончается один файл и начинается другой, полезно иметь специальный символ, указывающий на конец файла, чтобы отмечать конец файла и начинать другой. Это должен быть символ, который не может появиться где-то в середине файла. Решением указанной проблемы служит введение специального признака, называемого "End-of-File", конец файла, или EOF. Выбор конкретного признака EOF зависит от типа системы. Он может состоять даже из нескольких символов. Обычно определение EOF содержится в файле <stdio.h>. Общеупотребительным является определение

#define EOF (-1)

Пример:

/* ввод-вывод_ф */ #include <stdio.h> main( ) { int ch; while ((ch = getchar( )) != EOF) putchar(ch); }

Это надо помнить:

Не нужно самим определять признак EOF. Он описан в файле <stdio.h>.Мы можем не интересоваться фактическим значением символа EOF, поскольку директива #define, имеющаяся в файле <stdio.h>, позволяет нам использовать его символическое представление.Мы изменили в нашей программе тип переменной ch с char на int. Это мы сделали, потому что значением переменных типа char является целое без знака в диапазоне от 0 до 255, а признак EOF может иметь числовое значение -1. Эта величина недопустима для переменной типа char. Функция getchar( ) фактически возвращает значение типа int, поэтому она в состоянии прочесть символ EOF.Переменная ch целого типа никак не может повлиять на работу функции putchar( ). Она просто выводит на печать символьный эквивалент значения аргумента.При работе с данной программой, когда символы вводятся с клавиатуры, необходимо уметь вводить признак EOF. В большинстве реализаций операционной системы UNIX, например, ввод [CTRL/d] (нажать на клавишу [d], держа нажатой клавишу [CTRL] интерпретируется как признак EOF. Во многих микрокомпьютерах для той же цели используется знак [CTRL/z].

Чтение одной строки

Усложним пример ввода-вывода:

/* подсчет символов */ #include <stdio.h> #define STOP '!' main( ) { char ch; /*инициализация счетчика символов 0 */ int count = 0; while ((ch=getchar( )) != STOP) { putchar(ch); count++; /* прибавить 1 к счетчику */ } printf("\n Всего было прочитано %d символа.\n", count); }

Если мы хотим просто подсчитать число введенных символов без отображения их на экране, функцию putchar( ) можно опустить.

Заменим признак окончания ввода данных, используем символ новая строка \n. Для этого нужно переопределить признак STOP:

#define STOP '\n'

Символ новая строка пересылается при нажатии клавиши Enter. Предположим, что мы внесли указанное изменение в программу "подсчет символов", а затем при выполнении ввели следующую строку:

На экране тридцать четыре символа.[Enter]

В ответ на экране появятся следующие строки:

На экране тридцать четыре символа.

Признак, появляющийся в результате нажатия клавиши Enter, не входит в число символов 34, подсчитанных программой, поскольку подсчет осуществляется внутри цикла. Теперь у нас есть программа, которая может прочесть одну строку.

Комбинированное переключение

Предположим, что мы хотим создать копию файла my_words и назвать его my_words2. Нужно ввести для этого команду

get_put < my_words > my_words2

и требуемое задание будет выполнено.

Команда

get_put > my_words2 < my_words

приведет к такому же результату, поскольку порядок указания операций переключения не имеет значения. Нельзя в одной команде использовать один и тот же файл и для ввода, и для вывода.

Переключение и работа с файлами

Понятие ввода-вывода включает в себя функции, данные и устройства. Рассмотрим, например, программу "ввод-вывод_ф". В ней используется функция getchar( ), осуществляющая ввод, причем устройство ввода - клавиатура (в соответствии с нашими предположениями), а выходные данные - отдельные символы. Изменим источник поступления в программу данных. По умолчанию Си-программа рассматривает стандартный ввод как источник поступления данных. Стандартным вводом называется устройство, принятое в качестве обычного средства ввода данных в машину. Это может быть устройство чтения данных с магнитной ленты телетайпа или терминал. Мы можем сами выбирать устройство данных из любого источника. Ну, например, мы можем написать в программе, что источник входных данных - файл, а не клавиатура.

Существуют два способа написания программ, работающих с файлами. Первый способ заключается в явном использовании специальных функций, которые открывают и закрывают файлы, организуют чтение и запись данных и т.д. Этот вопрос мы будем обсуждать в 15 лекции. Второй способ состоит в том, чтобы использовать программу, спроектированную первоначально в предположении, что данные в нее вводятся с клавиатуры и выводятся на экран, но переключить ввод и вывод на другие информационные каналы, например, из файла в файл. Этот способ в некоторых отношениях обладает меньшими возможностями, чем первый, но зато гораздо проще в использовании. Операция переключения - это средство OC UNIX, а не самого языка Си. Но она оказалась настолько полезной, что при переносе компилятора с языка Си на другие вычислительные системы часто вместе с ним переносится и эта операция. Многие из вновь созданных операционных систем, таких, как MS-DOS 2, включают в себя данное средство. Сначала мы обсудим возможности этой операции в OC UNIX, а за тем и в других системах.

Переключение вывода. Предположим, мы осуществили компиляцию программы "ввод-вывод_ф" и поместили выполняемый объектный код в файл с именем get_put. Затем, чтобы запустить данную программу, мы вводим с терминала только имя файла

get_put

Переключение ввода

Теперь рассмотрим случай, когда нам нужно ввести текст с клавиатуры в файл с именем my_words. Для этого мы должны ввести команду

get_put > my_words

и начать ввод символов. Символ > служит обозначением операции переключения, используемой в OC UNIX. Ее выполнение приводит к тому, что создается новый файл с именем my_words, а затем результат работы программы "ввод-вывод_ф", представляющий собой копию вводимых символов, направляется в данный файл. Если файл с именем my_words уже существует, он обычно уничтожается, и вместо него создается новый. На экране появляются вводимые слова. Их копии будут направлены в указанный файл. Чтобы закончить работу, мы вводим EOF, в OC UNIX это обычно [CTRL/d].

Ввод и вывод одного символа

В данном разделе мы рассмотрим функции, применяемые при вводе и выводе. кроме того мы коснемся других аспектов этого понятия. Под функциями ввода-вывода подразумеваются функции, которые выполняют транспортировку данных в программу и из нее. Мы уже использовали две такие функции: printf( ) и scanf( ). Теперь рассмотрим несколько других возможностей, предоставляемых языком Си.

Функции ввода-вывода не входят в определение языка Си. Их разработка возложена на программистов, реализующих компилятор с языка Си. С другой стороны, выгода использования стандартного набора функций ввода-вывода на всех системах очевидна. Это дает возможность писать переносимые программы, которые легко можно применять на разных машинах. В языке Си имеется много функций ввода-вывода такого типа, например printf( ) и scanf( ). Ниже мы рассмотрим функции getchar( ) и putchar( ).

Эти две функции осуществляют ввод и вывод одного символа при каждом обращении к ним. Этот способ ввода данных лучше соответствует возможностям машины. Более того, такой подход служит основой построения большинства программ обработки текстов, являющихся последовательностями обычных слов. Мы увидим, как можно применять эти функции в программах, занимающихся подсчетом символов, чтением и копированием файлов. Узнаем про буферы, эхо-печать и переключение ввода-вывода.

Функция getchar( ) получает один символ, поступающий с пульта терминала (и поэтому имеющий название), и передает его выполняющейся в данный момент программе. Функция putchar( ) получает один символ, поступающий из программы, и пересылает его для вывода на экран. Рассмотрим пример программы, которая принимает один символ с клавиатуры, и выводит его на экран:

/*ввод-вывод*/ #include <stdio.h> main( ) { char ch; ch=getchar( ); /***1***/ putchar(ch); /***2***/ }

Для большинства систем спецификации функции getchar и putchar содержатся в системном файле stdio.h, поэтому мы указали данный файл в программе. Функция getchar( ) аргументов не имеет, т.е. при ее вызове в круглые скобки не помещается никакая величина. Она просто получает очередной поступающий символ, и сама возвращает его значение выполняемой программе. Оператор, приведенный в строке 1, присваивает значение функции getchar( ) переменной ch. Функция putchar( ) имеет один аргумент. При ее вызове необходимо в скобках указать символ, который требуется вывести на печать. Аргументом может быть одиночный символ (включая знаки, представляемые управляющими последовательностями), переменная или функция, значением которой является одиночный символ. Правильным обращением к функции putchar( ) является указание любого из этих аргументов при ее вызове:

putchar('D'); putchar('\n'); putchar('\007'); putchar(ch); /* переменная типа char */ putchar(getchar( ));

Модифицируем нашу программу:

#include <stdio.h> main( ) { putchar(getchar( )); }

Такая запись очень компактна и не требует введения вспомогательных переменных. В результате компиляции такая программа оказывается более эффективной.

---