Элементы ЯПВУ. ФАЙЛЫ Элементы ЯПВУ. ФАЙЛЫ C / С++Pascal Способы организации в ЯПВУ данных в виде файлов позволяют программ осуществлять обмен данными с. - презентация

1 Элементы ЯПВУ. ФАЙЛЫ Элементы ЯПВУ. ФАЙЛЫ C / С++Pascal Способы организации в ЯПВУ данных в виде файлов позволяют программ осуществлять обмен данными с внешними (по отношению к программам) хранилищами данных, иначе ввод/вывод. Универсальное формальное определения понятия ФАЙЛ – непростая задача, для целей первичного изучения ПЯВУ достаточным определением файла будет следующее: Файл – это именованная структура данных (внешних по отношению к программе), представляющая собой последовательность элементов данных одного типа неопределенной длины. В ПЯВУ определены операции обмена данными с файлами. Возможны два разных способа организации обмена программы с файлом: Записеориентированнный обмен, где Запись – это совокупность данных (фиксированной, переменной или неопределенной длины) обрабатываемых совместно при обмене данными между программой и файлом, Потокоориентированный обмен, где Поток – это совокупность строк произвольной длины, каждая из которых завершается последовательностью EOL - end of line (коды ASCII 13 (CR) + ASCII 10 (LF), EOL вводится нажатием клавиши Enter), а весь поток о ориентированный файл может завершаться символом EOF - end of file (код ASCII 26, EOF вводится одновременным нажатием клавиш CTRL-Z). В отношении файла применяются понятия организация файла и дисциплина доступа. Организация файла – это способ структурирования данных и размещения их во внешнем хранилище (носителе). Дисциплина доступа – это совокупность алгоритмов и соглашений, определяющих порядок взаимодействия программы с компонентами файла (перебора, обмена и пр.) ИП 1

2 В Pascal для организации обмена с внешними хранилищами данных используется файловые типы. Элементы файла могут быть любого типа, но не "файл" или "объект". Любой файл может содержать неограниченное количество элементов. ТИПЫ файлов: типизированные файлы – файлы с объявленным типом элементов, нетипизированные (бес типовые) файлы – файлы содержащие последовательности эле- ментов произвольного типа (но с оговоренным размером элементов), текстовые файлы – файлы содержащие символьные строки переменной длины. Элементы ЯПВУ. ФАЙЛЫ Элементы ЯПВУ. ФАЙЛЫ Pascal Описания типов файлов - Типизированные файлы Type = file of ; Пример:Type NUM = file of integer; Var F1, F11 : NUM; или Var : file of ; Пример:Var F3 : file of integer; - Нетипизированные файлы Type = file; Пример: Type NUM = file; Var F1, F1 : NUM;или Var : file; Пример: Var F1 : file; - Текстовые файлы Type = text; Пример: Type Filtxt = text; Var ft : text;или Var : text; Пример: Var FT : text; ИП 2

3 Элементы ЯПВУ. ФАЙЛЫ Элементы ЯПВУ. ФАЙЛЫ Pascal Доступ к файлам может быть последовательным (очередной элемент можно прочитать/записать только после выполнения аналогичной операции над предыдущим элементом) или прямым (можно выполнить чтение/запись произвольного элемента файла по заданному адресу). Последовательный доступ возможен к файловым переменным всех типов: текстовым (text), типизированным (file of) и нетипизированным (file). Прямой доступ возможен только для переменных файлового типа file и file of, для этого с ними связано понятие текущей позиции. Она указывает на конкретный элемент файла, с которым в данный момент можно выполнять поэлементные действия. В результате выполнения операции текущая позиция может перемещаться настраиваясь на тот или иной элемент файла. Все элементы считаются пронумерованными (начиная с 0). Прямой доступ возможен потому, что данные в файлах типа file и file of условно разделены на блоки одинакового размера (элементы). Переменные файлового типа называются логическими файлами, а реальные устройства ввода/вывода и файлы на дисках – физическими файлами. Имена физических файлов описываются строковыми переменными: 'history.pas' – имя дискового файла в текущей папке, 'd:\BP\source\massive.pas' – полное имя дискового файла, 'CON' – консоль (экран дисплея), 'LPT1', 'LPT2', 'LPT3', 'PRN' – принтер, 'COM1', COM2', AUX'- коммуникационный канал, 'NUL' – пустое устройство. Если имя файла задается в виде пустой строки, то файловая переменная связывается, в зависимость от направления обмена информацией, со стандартными файлами Input (для чтения данных с клавиатуры) или Output (для вывода данных на экран), эти файлы в Borland Pascal считаются открытыми по умолчанию. Для ввода/вывода в файл надо связать логический файл с физическим, т.к. функции и процедуры Pascal работают только с логическими файлами. ИП 3

4 Элементы ЯПВУ. ФАЙЛЫ Элементы ЯПВУ. ФАЙЛЫ Pascal Организация ввода/вывода в файл : 1. Объявить файловую переменную, 2. Связать её с физическим файлом, 3. Открыть файл для чтения и/или записи, 4. Выполнить операции ввода/вывода, 5. Закрыть файл. Обмен между логическими и физическими файлами происходит через буфер в системной области оперативной памяти, который выделяется для каждого открытого файла. При записи в файл все данные поступают в буфер. Передача данных на внешнее хранилище (дисковый файл или устройство) происходит после заполнения буфера или после специальной команды. При чтении из файла данные считываются в буфер, причем считано будет не столько, сколько запрашивается, а сколько поместиться в буфер. Подпрограммы можно разделить на две подгруппы: универсальные, пригодные для любого типа файлов и специализированные, применимые только для определенных типов. Специализированные подпрограммы будут в дальнейшем отмечены перечнем типов, к которым они применимы, заключенным в круглые скобки: (text, file, file of). ИП 4

5 Элементы ЯПВУ. ФАЙЛЫ Элементы ЯПВУ. ФАЙЛЫ Pascal Подпрограммы для работы с файлами Процедура assign (f[, 'f_name']); – связывает логический файл f с физическим файлом f_name. – f – имя файловой переменной (ифп), – f_name – литеральное имя файла (иф) Напр.: assign (F1, 'd:\BP\a.txt'); Если путь не задан, файл – в текущей папке. Связь файлов существует пока для переменной f не будет выполнена другая процедура assign (или close). Процедура reset (f [, size]); – открывает логический файл f для чтения данных, начиная с первого элемента. Здесь f – ифп, а size – размер записи в файле, используется только для нетипизированных файлов (file), по умолчанию 128 байт (это же размер буфера). Напр.: reset (F1); Если файл не существует – выдается ошибка. Если уже открыт – открывается снова (текущая позиция в начале файла). Файл типа (text) открывается только на чтение. Процедура append (f); – открывает текстовый файл для дополнения данных в конец файла. Здесь f – ифп текстового типа (text). Напр.: append (F1); Если файл не существует – выдается ошибка. Если уже открыт, то сначала закрывается и потом открывается. Текущая позиция устанавливается перед концом файла. Процедура rewrite (f [, size]); – создает и открывает физический файл, имя которого присвоено логическому файлу f для записи данных, начиная с первого элемента. Здесь f – ифп, а size – размер записи ( используется только для (file), по умолчанию 128 байт). Напр.: rewrite (F1); Если файл не существует он создается, если существует – он очищается и записывается с начала. Файл типа (text) открывается только на запись. Процедура flush (f); – завершает обмен с файлом f без его закрытия (очищает буфер обмена). Здесь f – ифп. Напр.: flush (F1); Для открытых файлов типа (text). Процедура close (f); – закрывает открытый логический файл f. Здесь f – ифп. Напр.: close (F1); Обязательно надо использовать close для завершения работы с открытым для записи (выходным) файлом, т.к. при её выполнении происходит выгрузка буфера. Если не выполнить close содержимое буфера может пропасть. Для входных файлов close можно не выполнять. Процедура erase (f); – стирает физический файл связанный с файловой переменной (логическим файлом) f. Здесь f – ифп. Напр.: erase (F1); Файл к моменту вызова erase должен быть закрыт. ИП 5

6 Элементы ПЯВУ. ФАЙЛЫ Элементы ПЯВУ. ФАЙЛЫ Pascal Подпрограммы для работы с файлами Процедура rename (f, nm); – переименовывает на диске физический файл связанный с логическим файлом f. f – ифп, nm – новое имя файла (литерал). Напр.: rename (F1, new_name); Файл к моменту переименования должен быть закрыт. Процедура chdir (path); – изменение (смена) текущей папки. Здесь path – путь к папке на диске (литерал). Напр.: chdir (d:\bp\bin);. Процедура getdir (drv, path); – для заданного диска drv помещает имя текущей папки в строковую переменную path. Здесь drv – номер дискового накопителя (0 – текущий диск, 1 – диск A:, 2 - B:, 3 - C: и т.д.), а path – путь к папке на диске (литерал). Напр.: getdir (2, directory); GetDir не выполняет проверку наличия диска, а выдает строку ' :\'. Процедура mkdir (path); – создает новую папку с путём заданным переменной path. Здесь path – путь к папке на диске (литерал). Напр.: mkdir (F1); В path не может последней папкой быть имя уже существующей папки. Процедура rmdir (path); – удаляет пустую папку с путём заданным переменной path. Здесь path – путь к папке на диске (литерал). Напр.: rename (F1, new_name); Если путь доступа не существует, является пустым или задает текущую папку, происходит ошибка ввода/вывода. Процедуры и функции: FindFirst, FindNext, GetFTime, SetFTime, GetFAttr, SetFAttr, FSplit, FSearch – изучить самостоятельно. Функция filesize (f); – возвращает общее число элементов файла f. Здесь f – ифп.(file, file of) Напр.: filesize (F1); Когда файл пуст функция возвращает значение 0. Функция diskfree (drv); – возвращает число свободных байтов на диске drv. Здесь drv – номер дискового накопителя (0 – текущий диск, 1 – диск A:, 2 - B:, 3 - C: и т.д.) Напр.: diskfree (3); При недопустимом значении drv функция возвращает значение -1. Функция disksize (drv); – возвращает общее число байтов на диске drv. Здесь drv – номер дискового накопителя (0 – текущий диск, 1 – диск A:, 2 - B:, 3 - C: и т.д.) Напр.: disksize (3); При недопустимом значении drv функция возвращает значение -1. ИП 6

7 Элементы ЯПВУ. ФАЙЛЫ Элементы ЯПВУ. ФАЙЛЫ Pascal Подпрограммы для работы с файлами Процедура read ([f,] v1 [, v2, …, vN]); для текстовых файлов (text) – считывает N значений из текстового файла в переменные. Здесь f – ифп, а v1, …, vN – список перемен- ных, в которые считываются значения из f. Если параметр f опущен, то используется стандартная файловая переменная Input. Каждый параметр v является переменной сим- вольного, строкового, целого и вещественного типа. Напр.: read (x, y); Для пустого файла переменная равна 0. Для символьного типа в переменную читается один символ. Для целого типа читается число со знаком до пробела, табуляции, конца строки (лидирующие пробелы и т.д. – игнорируются). Для вещественного типа читается десятичное число, аналогично целому. Для строкового типа в переменную читаются все символы до конца строки или файла. После считывания строки не делается пропуск до следующей строки (надо использовать ReadLn). для типизированных файлов (file of) – считывает в переменную элемент файла f. Типы переменной и элемента файла – одинаковы. Напр.: read (F1, x, y); При каждом считывании ука- затель позиции сдвигается к следующему элементу, и так до конца файла. Файл должен быть открыт. Процедура readln ([f,] v1 [, v2, …, vN]); – выполняет процедуру read и переходит к следующей строке. ReadLn (f); - перемещает теку- щую позицию к следующей строке. Тип f - (text). Процедура write ([f,] v1 [, v2, …, vN]); для текстовых файлов (text) – записывает N значений параметров v в файл f. Здесь f – ифп, а v1, …, vN – список параметров, из которые записываются значения в f. Если параметр f опущен, то используется стандартная файловая переменная Output. Каждый параметр v является выражением символь- ного, целого, вещественного, строкового, упакованного строкового или булевого типа, значение которого записывается в файл f. Параметр v имеет вид: expr [: size [:dec]] где expr – вводимое в файл выражение, size – мини- мальная ширина поля dec – число десятичных знаков в вещественном числе с плавающей точкой. Напр.: write (F1, y+z 3, x); Size – целое число больше 0, по умолчанию равна 17, dec по умолчанию – десятичная строка с плавающей точкой. Для строкового типа: если size опущена в файл записывается expr без лидирующих пробелов; если size больше чем expr, то перед десятичной строкой добавляются лидирующие пробелы. для типизированных файлов (file of) – записывает N значений переменных v в файл f. Типы переменной и элемента файла – одинаковы. Напр.: write (F1, x, y); При каждой записи текущая позиция сдвигается к следующему элементу, когда достигнут EOF – файл расширяется. Процедура writeln ([f,] v1 [, v2, …, vN]); – выполняет процедуру write и записывает в файл EOL. Writeln (f); -записывает в файл EOL. (text) ИП 7

8 Элементы ЯПВУ. ФАЙЛЫ Элементы ЯПВУ. ФАЙЛЫ Pascal Подпрограммы для работы с файлами Процедура blockread (f, buf, count[, result]); – считывает count элементов из файла f в переменную buf. (file, file of) Здесь f – ифп; buf – переменная любого типа, в которую происходит считывание; count – выражение, определяющее количество считываемых элементов; result – число фактически считанных элементов. Напр.: blockread (F1, k, x, c); Размер записи нетипизированного файла равен размеру буфера. Если result опущен, то при несовпадении количества прочитанных элементов с count – ошибка ввода/вывода. За один вызов процедуры можно считать не более 64 Кбайт. После завершения чтения текущая позиция продвигается на число записей равное result. Процедура blockwrite (f, buf, count[, result]); – записывает count элементов в файл f из переменной buf. (file, file of) Здесь f – ифп; buf – переменная любого типа, из которой происходит запись; count – выражение, определяющее количество записываемых элементов; result–число фактически записанных элементов. Напр.: blockwrite (F1, k, x, c); Размер записи нетипизированного файла = буферу. Если result опущен, то при несовпадении количества прочитанных элементов с count – ошибка. За один вызов процедуры можно считать не более 64 Кбайт. После выполнения текущая позиция смещается на result. ИП 8

9 Элементы ЯПВУ. Элементы ЯПВУ. ФАЙЛЫ ФАЙЛЫ Pascal Подпрограммы для работы с файлами Функция filepos (f); – возвращает текущую позицию в файле f. Здесь f – ифп.(file, file of) Напр.: filepos (F1); Если текущей позицией является начало файла, функция возвращает значение 0, а если – конец файла, то размер файла. Процедура seek (f, n); – перемещает теку- щую позицию в файле f к элементу n. Здесь f – ифп, n – порядковый номер элемента, целое число. (file, file of) Напр.: seek (F1, 10); Номер первого элемента файла – 0. Чтобы расширить файл, можно переместить текущую позицию в конец файла: seek (F1, filesize(f));,- а затем добавить элементы. Процедура truncate (f); – усекает размер файла f до текущей позиции. Здесь f – ифп. (file, file of) Напр.: trancate (F1); Все элементы после текущей позиции в файле F1 удаляются и текущая позиция становится концом файла. Функция eof [(f)]; – возвращает True, если при чтении текущая позиция находится за последним элементом файла f или файл пуст, иначе False. Здесь f – ифп. Напр.: eof (F1); Если имя файла f опущено, используется файл Input. Функция seekeof [(f)]; – возвращает для файла f True, если при чтении текущая позиция находится за последним элементом файла f или файл пуст, иначе False. Здесь f – ифп. (text) Аналогична функции eof(f); – но пропускает все пробелы, знаки табуляции и EOL, как лидирующие, так и от последнего значащего символа до конца файла. Напр.: seekeof (F1); Можно исп. при считывании числовых значений из текстового файла. Функция eoln [(f)]; – возвращает для файла f True, если при чтении текущая позиция находится за последним элементом стоки или строка пуста, иначе False. Здесь f – ифп.. (text) Текущая позиция – на EOL – True, иначе False. Напр.: eoln (F1); Если имя файла f опущено, используется файл Input. Функция seekeoln [(f)]; – возвращает для файла f True, если при чтении текущая позиция находится за последним элементом стоки или строка пуста, иначе False. Здесь f – ифп.. (text) Аналогична функции eoln(f); - но пропускает все пробелы и знаки табуляции, как лидирующие, так и от последнего значащего символа до конца строки. Напр.: seekeoln (F1); Можно исп. при считывании числовых значений из текстового файла. Если имя файла f опущено, используется файл Input. ИП 9

10 Элементы ЯПВУ. ФАЙЛЫ Элементы ЯПВУ. ФАЙЛЫ Pascal Подпрограммы для работы с файлами Процедура settexbuf (f, buf[, size]); – переназначает буфер для обмена с текстовым файлом. Здесь f – ифп., buf – переменная для размещения буфера (любого типа – нетипизированная), size – выражение – размер буфера в байтах. Settexbuf действует до нового assign(f). (text) Напр.: SetTextBuf(F1, bf, 512); По умолчанию size равна sizeoff(buf). Рекомендуется задавать settextbuf до открытия файла (или сразу после открытия), чтобы не потерять данные буфера. Оптимальный размер буфера равен размеру сектора диска. Функция ioresult; – возвращает – код ошибки последней операции ввода/вывода. При нормальном завершении код – 0. Напр.: IOResult; Работает только при включенном режиме проверки ошибок ввода/вывода, ключ компиляции {$I-} (по умолчанию ключ {$I+} – выключен). Стандартные текстовые файлы input – стандартный файл ввода (по умолчанию – клавиатура). output – стандартный файл вывода (по умолчанию – экран дисплея). Разрешено переназначение стандартных файлов ввода/вывода: assign (output, 'd:\BP\outfile.dat'); ИП 10

11 ФАЙЛЫ Pascal Задание 1. Создать на диске Z:\ файл numbers.txt, записать в него 5 введенных с клавиатуры целых чисел. Задание 2. Вывести на экран содержимое файла numbers.txt. Program file_5num; (* Создает на диске Z:\ файл numbers.txt и записывает в него 5 целых чисел введенных с пользователем с клавиатуры *) var f : text; (* текстовый файл *) n : integer; (* вводимое число *) i : integer; (* счетчик чисел *) begin writeln ( 'Создание и заполнение файла numbers.txt '); assign (f, 'z:\numbers.txt'); (* Связь с файлом *) rewrite (f); (*Созд. и откр. файл в режиме перезаписи*) writeln ( 'Введите 5 целых чисел, нажимая Enter после каждого числа '); for i:=1 to 5 do begin write ('->'); readln (n); (* чтение числа из буфера клавиатуры*) writeln (f, n); (* запись считанного числа в файл *) end; close (f); (* закрыть файл *) writeln ( 'Введенные числа записаны в файл ', 'z:\numbers.txt '); readln; end. Program file5displ; (* Выводит на экран файл z:\numbers.txt *) var f : text; (* текстовый файл *) n : integer ; (* вводимое число *) begin writeln ('Содержимое файла numbers.txt'); writeln (' '); assign (f, 'z:\numbers.txt'); (*Связь с файлом*) reset (f); (* Открыть файл для чтения *) while not EOF(f) do (*Выполнять до конца файла*) begin readln (f, n); (* Читать число из файла *) writeln (n); (*Вывести прочитанное числа на экран *) end; close (f); (* закрыть файл *) writeln (' '); readln; end. Практические занятия ИП 11