6.2. Функции файлового ввода и вывода
Функции ввода и вывода содержатся в библиотеках, представленных на рис. 6.2.
Рисунок 6.2 — Функции ввода и вывода в языках С и С++
Примечание:
— файловый ввод и вывод осуществляется с помощью потокового ввода-вывода;
— перед работой с файлом необходимо открыть файловый поток;
— после работы с файлом необходимо закрыть файловый поток.
Файлы могут быть текстовые и бинарные. На рис. 6.3. представлены их основные отличия.
Рисунок 6.3 — Основные особенности текстовых и бинарных файлов
6.2.1. Файловый ввод и вывод средствами с
Формат объявления/открытия файлового потока:
FILE *имя_потока [ = fopen(const char *имя_файла,
const char *режим_открытия)] ;
Здесь:
режим_открытия — задает режим ввода/вывода:
r — файл открывается только для чтения;
w — файл создается только для записи (стирает предыдущий);
a — файл открывается для добавления данных в конец файла, чтение не разрешено;
r+ — существующий файл открывается для чтения и записи;
w+ — создается новый файл для чтения и записи (стирает предыдущий);
a+ — файл открывается для чтения и добавления данных в конец файла; если файл не существует, то он создается;
t — файл создается или открывается как текстовый (по умолчанию);
b — файл создается или открывается как бинарный.
При успешном открытии потока функция возвращает в программу указатель на структуру типа FILE, если поток открыть не удалось, то возвращает указатель на NULL.
Формат закрытия файлового потока:
fclose(*имя_потока) ;
Примечание:
— ввод/вывод в поток осуществляется через буферы;
— размеры буфера можно изменять с помощью функций setbuf и setvbuf;
— перед закрытием потока вся информация из буферов потока выгружается на диск;
— закрывать поток необходимо всегда, иначе возможна потеря данных.
Пример:
FILE *f_p = fopen (“myfile.txt”, “rt”);
…
fclose (f_p) ;
Примечания:
— при открытии файла на чтение/запись с ним связывается структура FILE. Данная структура содержит для каждого открытого файла счетчик положения текущей записи;
— сразу после открытия файла значение счетчика равно нулю;
— каждая операция ввода или вывода вызывает приращение счетчика.
Получить значение счетчика можно с помощью функций:
long int ftell (FILE *имя_потока) ;
long int fgetpos (FILE *имя_потока, *позиция_в_файле) ;
Примечание:
— функция ftell возвращает текущее значение счетчика в потоке;
— функция fgetpos возвращает значение текущей позиции счетчика в файле, который связан с потоком, и копирует значение счетчика по адресу *позиция_в_файле.
Установить значение счетчика можно с помощью функций fseek, fsetpos, fgetpos, rewind, fgetc.
Формат записи функции fseek:
int fseek (FILE *имя_потока, long смещение, int позиция) ;
Функция fseek — помещает текущую позицию в файле (счетчик) на величину ‘смещение’ в байтах относительно положения ‘позиция’:
SEEK_SET (= 0) — начало файла;
SEEK_CUR (= 1) — текущая позиция в файле;
SEEK_END (= 2) — конец файла.
Формат записи функции fsetpos:
int fsetpos (FILE *имя_потока, const позиция) ;
Функция fsetpos — перемещает текущую позицию в файле на позицию ‘позиция’, предварительно полученную с помощью функции fgetpos.
Формат записи функции rewind:
void rewind (FILE *имя_потока) ;
Функция rewind — устанавливает счетчик на начало потока и очищает флаги ошибок в потоке.
Формат функции ввода символа из файлового потока fgetc:
int fgetc (FILE *имя_потока) ;
Примечание:
— функция fgetc считывает символ из файлового потока;
— при удачном считывании символа возвращает в программу код символа;
— если была выполнена попытка прочесть конец файла или произошла ошибка чтения, то в программу передается код 0xE0F.
Формат функции вывода символа в файловый поток fputc:
int fputc (int ch, FILE *имя_потока) ;
Примечание:
— функция fputc записывает символ ch в файловый поток;
— при удачной записи символа возвращает в программу код записанного символа;
— если произошла ошибка записи кода в поток, то в программу передается код 0xE0F.
Формат функции ввода строки символов из файлового потока fgets:
char* fgets (char *s, int N, FILE *имя_потока) ;
Примечание:
— функция fgets считывает не более N–1 байт из файлового потока в строку s;
— прекращает чтение, если встретился символ перехода на новую строку ‘\n’ или конец файла. Символ ‘\n’ не отбрасывается, а помещается в конец строки s. В переменную s добавляется символ конца строки ‘\0’;
— в случае успешного чтения функция передаёт в программу указатель на строку s;
— при ошибке чтения или достижении конца файла в программу передается указатель на NULL.
Формат функции вывода строки символов в файловый поток fputs:
int fputs (const char *s, FILE *имя_потока) ;
Примечание:
— функция fputs записывает строку символов в поток;
— символ конца строки в поток не записывается;
— при ошибке записи в программу возвращается код 0xE0F, в противном случае — неотрицательное число.
Формат функции форматированного ввода из файлового потока fscanf:
int fscanf (FILE *имя_потока, const char *format [, a1, a2, …]) ;
Примечание:
— функция fscanf вводит из файлового потока строку аргументов a1, a2, … в формате, определенном строкой format;
— в программу функция передает количество переменных, которым присвоено значение;
— функция использует те же способы форматирования, что и функция scanf().
Формат функции форматированного вывода в файловый поток fprintf:
int fprintf (FILE *имя_потока, const char *format [, a1, a2, …]) ;
Примечание:
— функция fprintf выводит в файловый поток строку аргументов a1, a2, … в формате, указанном в строке format;
— в программу функция передает количество записанных аргументов;
— функция использует те же способы форматирования, что и функция printf().
Формат функции проверки достижения конца файла feof:
int feof (FILE *имя_потока) ;
Примечание:
— функция feof проверяет достижение конца файла;
— если конец файла не достигнут, то функция возвращает значение ‘0’, иначе — код 0xE0F.
Формат функции блочного ввода из файлового потока fread:
size_t fread (void *buf, size_t size, size_t N, FILE *имя_потока) ;
Примечание:
— функция fread считывает N блоков по size байт в область заданную указателем *buf из файлового потока;
— в программу функция возвращает количество прочитанных блоков, которое может быть меньше, если произошла ошибка или встретился конец файла;
— размер типа size_t указывает в соответствии со считываемым типом данных.
Формат функции блочного вывода в файловый поток fwrite:
size_t fwrite (const void *buf, size_t size, size_t N, FILE *имя_потока) ;
Примечание:
— функция fwrite записывает N блоков по size байт из области заданной указателем *buf в файловый поток;
— в программу функция возвращает количество записанных блоков;
— размер типа size_t указывает в соответствии с записываемым типом данных.
6.2.2. Файловый ввод и вывод с использованием классов языка С++
Формат объявления/открытия файлового потока:
fstream_class *имя_потока ( const char *имя_файла,
int режим_открытия ) ;
Здесь:
fstream_class — задает потоковый класс ввода/вывода:
fstream — потоковый класс для ввода/вывода в файл;
ifstream — потоковый класс для ввода из файла;
ofstream — потоковый класс для вывода в файл.
режим_открытия — задает режим открытия потока:
ios :: in — открыть для чтения;
ios :: out — открыть для записи;
ios :: ate — установить указатель на конец файла;
ios :: app — открыть для добавления данных в конец;
ios :: trunc — если файл существует, то удалить;
ios :: nocreate — если файл не существует, то выдать ошибку;
ios :: noreplace — если файл существует, то выдать ошибку;
ios :: binary — открыть в двоичном режиме.
Пример:
ifstream filein (“text.txt”, ios :: in) ;
ofstream fileout (“data.dat”, ios :: out | ios :: trunc | ios :: binary) ;
Примечания:
— в примере определяются два объекта filein и fileout входных потоков ifstream и выходных потоков ofstream;
— с указанными объектами можно работать также как со стандартными объектами cin и cout, т.е. использовать операции помещения в поток ‘<<’ и извлечения из потока ‘>>’, флаги форматирования, манипуляторы, методы, состояние потоков, использовать функции get и др.
Формат закрытия файлового потока:
имя_потока.close( ) ;
Примечания:
— функция-метод close() закрывает файловый поток;
— при выходе объекта из области видимости или завершении программы файловый поток закрывается автоматически.
Формат функции проверки достижения конца файла:
имя_потока.eof ( ) ;
Примечания:
— функция eof() класса ios проверяет достижение конца файла;
— если конец файла не достигнут, то функция возвращает значение ‘0’.
Произвольный доступ к записям файлов реализуется двумя методами:
имя_потока.seekg (смещение, ios :: аргумент) ;
имя_потока.seekp (смещение, ios :: аргумент) ;
Примечание:
— функция seekg предназначена для входных потоков;
— функция seekp предназначена для выходных потоков;
— обе функции производят смещение позиции чтения/записи на величину ‘смещение’ в байтах относительно позиции обозначенной аргументом ‘аргумент’:
beg — относительно начала файла;
cur — относительно текущей позиции чтения/записи;
end — относительно конца файла.
Получение текущего значения позиции в потоке ввода или вывода (в файле) реализуется следующим образом:
имя_потока.tellg ( ) ;
имя_потока.tellp ( ) ;
Примечания:
— функция tellg предназначена для входных потоков;
— функция tellp предназначена для выходных потоков.
Формат кода при неформатированном вводе из входного потока:
имя_потока.read (char *buffer, int N) ;
Примечание:
— функция read считывает N символов из входного потока и помещает считанные символы в переменную buffer.
Формат кода при неформатированном выводе в выходной поток:
имя_потока.write (const char *buffer, int N) ;
Примечание:
— функция write записывает N символов из переменной buffer в выходной поток.
Пример:
1)
#include<stdio.h> //0
int main()
{ FILE *filein, *fileout ; //1+3
filein=fopen(“file.txt”, “r”); //1
if (!filein) { printf (“Error: can’t open input file\n”) ; //2
return 1; } //2
else { printf (“Input file opened\n”); } //2
fileout=fopen(“file_.txt”, “w”) ; //3
if (!fileout) { printf(“Error: can’t open output file\n”) ; //4
return 1;} //4
else { printf (“Output file opened\n”) ; } //4
fseek(filein, 0, SEEK_END) ; //5
long lenfile=ftell(filein) ; //6
char *bufin=new char[lenfile+1] ; //7
rewind(filein); //8
fread(bufin, lenfile, 1, filein) ; //9
bufin[lenfile]= ‘\0’ ; //10
printf (“Filelength: %d byte. \n, lenfile”) ; //11
char *bufout=new char[lenfile] ; //12
long in=0, out=lenfile–1 ; //13
while (bufin[in]) //13
{ bufout[out]=bufin[in]; //13
in++; out– – ; //13
}
fwrite (bufout, lenfile, 1, fileout) ; //14
fclose (filein); printf(“Input file closed\n”) ; //15
fclose (fileout); printf(“Output file closed\n”) ; //16
delete []bufin; delete []bufout; //17
return 0;
}
2)
#include<fstream.h> //0, iostream.h подключается автоматически
int main()
{
ifstream filein(“file.txt”, ios :: in | ios :: nocreate) ; //1
if (!filein) { cout<<“Error: can’t open input file”<<endl; //2
return 1; } //2
else { cout<<“Input file opened”<<endl; } //2
ofstream fileout(“file_.txt”, ios :: out | ios :: trunc) ; //3
if (!fileout) { cout<<“Error: can’t open output file”<<endl; //4
return 1; } //4
else { cout<<“Output file opened”<<endl; } //4
filein.seekg(0, ios :: end); //5
long lenfile=filein.tellg(); //6
char *bufin=new char[lenfile+1] ; //7
filein.seekg(0, ios :: beg) ; //8
filein.read(bufin, lenfile) ; //9
bufin[lenfile]=‘\0’ ; //10
cout<<“File length: ”<<lenfile<<“ byte.”<<endl; //11
char *bufout=new char[lenfile] ; //12
long in=0, out=lenfile–1; //13
while (bufin[in]) //13
{
bufout[out]=bufin[in]; //13
in++; out– –; //13
}
fileout.write(bufout.lenfile) ; //14
filein.close(); cout<<“Input file closed”<<endl; //15
fileout.close(); cout<<“Output file closed”<<endl; //16
delete []bufin; delete []bufout; //17
return 0;
}
Результаты выполнения программ (пример 1 и 2), если содержимое файлов:
file.txt: 0123456789 test.
Информация в выходном файле: file_.txt: tset 9876543210
Информация на экране:
Input file opened
Output file opened
File length: 15 byte.
Input file closed
Output file closed
В примерах:
//0 — Подключение библиотек для работы с файлами в С или С++.
//1 — Объявление файлового потока, открывающего файл для чтения.
//2 — Проверка ошибок открытия файла для чтения.
//3 — Объявление файлового потока, открывающего файл для записи.
//4 — Проверка ошибок открытия файла для записи.
//5 — Установка счетчика позиции в конец читаемого файла для дальнейшего определения длины файла.
//6 — Определение длины файла lenfile.
//7 — Объявление вспомогательного массива размером [lenfile+1] для данных, считываемых из файла.
//8 — Установка счетчика позиции чтения из файла в начало файла.
//9 — Чтение всего файла одним блоком и запись данных во вспомогательный массив.
//10 — Запись символа ‘\0’ в конец строки (признак конца строки).
//11 — Вывод на экран информации о длине файла.
//12 — Создание вспомогательного массива выходных данных.
//13 — Обработка данных из массива входных данных и запись результата в массив выходных данных.
//14 — Запись данных из массива выходных данных в файл.
//15 — Закрытие потока (и файла), открытого для чтения.
//16 — Закрытие потока (и файла), открытого для записи.
//17 — Очистка динамической памяти от вспомогательных массивов входных и выходных данных.