Програмування. Структурний підхід (КПІ)

Комп’ютерний практикум №5 Робота з файлами

Потоки С++

Більш сучасний підхід для роботи з файлами з’явився у стандарті мови С++. В даному підході використовуються потоки введення/виведення ifstream та ofstream.

Потоки ifstream та ofstream є класами (class). Більш докладно класи, їх властивості та основні принципи використання будуть розглядатися в учбовому курсі Програмування. Об’єктно-орієнтований підхід.

Важливим є те, що операції та функції, які застосовні до стандартних потоків введення/виведення cin та cout (ЛР №1), можна використовувати також і при роботі з ifstream та ofstream.

Відкрити файл можна при створенні потоку:

ifstream ( const char * filename, mode); ofstream ( const char * filename, mode);

або за допомогою відповідних їх методів

void open ( const char * filename, mode); void open ( const char * filename, mode);

з наступними параметрами:

filename — імя файлу, наприклад /etc/passwd;

mode — режим доступу до файлу.

У стандарті С++ визначено наступні режими доступу до файлу:

Табл. 5.8

Режими доступу можуть поєднуватися за допомогою операції ‘або’ (|). Наприклад, режим ios::binary | ios::in визначає доступ тільки для читання бінарного файлу.

71

Комп’ютерний практикум №5 Робота з файлами

Відкрити файли за допомогою потоків введення/виведення можна наступним чином

// Відкрити файл для читання ifstream in1(“test.in”);

//Те ж, з використанням функції open() ifstream in2;

in2.open(“test.in”);

//Відкрити файл для запису

ofstream out1(“test.out”);

// Те ж, з використанням функції open() ifstream out2;

out2.open(“test.out”);

Потоки ifstream та ofstream дозволяють використовувати модифікатори (endl, width, setf, hex) та методи (getline()), що визначені також і для потоків cin та cout (див. ЛР № 1). Наприклад, записати ціле число в шістнадцятковій системі в файл можна наступним чином:

ofstream o(“test.txt”); o << hex << 1234;

Приклад 5.4

Прочитати 2 числа з вхідного файлу та записати в вихідний файл їх суму.

#include <iostream> #include <fstream>

int main()

{

using namespace std;

ifstream in("test.in"); if(!in)

{

cerr << "Cannot open input file!\n"; return -1;

}

72

Комп’ютерний практикум №5 Робота з файлами

int a, b;

in >> a >> b;

ofstream out("test.out"); if(!out)

{

cerr << "Cannot open output file!\n"; return -2;

}

out << a + b;

return 0;

}

Закрити файл можна за допомогою методу потоку void close(). Наприклад,

ifstream i(“test.txt”);

...

i.close();

Приклад 5.5

Виконання операцій над даними, зчитаними із файлу.

У наведеному нижче прикладі з файлу зчитується матриця, з якою далі виконуються прості операції.

#include <iostream> #include <fstream>

int main()

{

using namespace std;

// Відкрити файл тільки для читання ifstream in("tst4.in");

if(!in)

{

cerr << "Не можу відкрити вхідний файл!"; return -1;

}

73

Комп’ютерний практикум №5 Робота з файлами

int n, m;

in >> n >> m;

// Створити матрицю

int** mat = new int* [n]; for(int i = 0; i < n; ++i)

mat[i] = new int[m];

// Прочитати матрицю з файлу for(int i = 0; i < n; ++i)

for(int j = 0; j < m; ++j) in >> mat[i][j];

double sum = 0;

//Знайти суму всіх елементів матриці for(int i = 0; i < n; ++i)

for(int j = 0; j < m; ++j) sum += mat[i][j];

//Відкрити файл для запису

ofstream out("tst4.out");

if(!out)

{

cerr << "Не можу відкрити вихідний файл!"; return -2;

}

//Записати матрицю з коефіцієнтами розділеними на

//суму її елементів

for(int i = 0; i < n; ++i, out << endl) for(int j = 0; j < m; ++j)

out << '\t' << mat[i][j] / sum;

}

74

Комп’ютерний практикум №5 Робота з файлами

5.2. Варіанти завдань

Обов’язкові завдання

1.В файлі test.in записно цілі числа. Знайти їх суму. Результат запишіть в test.out. Для роботи з файлами використовуйте функції cstdio.

2.В файлі test.in записно цілі числа. Знайти їх суму. Результат запишіть в test.out. Для роботи з файлами використовуйте функції fstream.

3.В файлі test.in записано матрицю NxN. Знайдіть її детермінант. Результат запишіть в test.out. Для роботи з файлами використовуйте функції cstdio.

4.В файлі test.in записано матрицю NxN. Знайдіть її детермінант. Результат запишіть в test.out. Для роботи з файлами використовуйте функції fstream.

5.В файлі test.in записано текст англійською мовою. Запишіть в файл test.out всі рядки з файлу test.in, в яких зустрічається слово “Hello”. Результат запишіть в test.out. Для роботи з файлами використовуйте функції cstdio.

6.В файлі test.in записано текст англійською мовою. Запишіть в файл test.out всі рядки з файлу test.in, в яких зустрічається слово “Hello”. Результат запишіть в test.out. Для роботи з файлами використовуйте функції fstream.

7.В файлі test.in записано текст англійською мовою. Замініть всі входження слова “Hello” на слово “World”. Результат запишіть в test.out. Для роботи з файлами використовуйте функції cstdio.

8.В файлі test.in записано текст англійською мовою. Замініть всі входження слова “Hello” на слово “World”. Результат запишіть в test.out. Для роботи з файлами використовуйте функції fstream.

9.В файлі test.in записано текст англійською мовою. Змініть регістр алфавітних символів. (Приклад: “Hello, World!” стане “hELLO, wORLD!”). Результат запишіть в test.out. Для роботи з файлами використовуйте

функції cstdio.

10. В файлі test.in записано текст англійською мовою. Змініть регістр алфавітних символів. (Приклад: “Hello, World!” стане “hELLO, wORLD!”). Результат запишіть в test.out. Для роботи з файлами використовуйте функції fstream.

75

Комп’ютерний практикум №5 Робота з файлами

Завдання середнього рівня

1. Створіть програму, що буде видаляти з лістингу програми на мові С++ (файл *.cpp) коментарі виду /* коментар */. Для роботи з файлами використовуйте функції cstdio.

2. Створіть програму, що буде видаляти з лістингу програми на мові С++ (файл *.cpp) коментарі виду /* коментар */. Для роботи з файлами використовуйте функції fstream.

3. Створіть програму, що буде видаляти з лістингу програми на мові С++ (файл *.cpp) коментарі виду // коментар. Для роботи з файлами використовуйте функції cstdio.

4. Створіть програму, що буде видаляти з лістингу програми на мові С++ (файл *.cpp) коментарі виду // коментар. Для роботи з файлами використовуйте функції fstream.

5. Створіть програму, що буде видаляти в текстовому файлі символироздільники (пробіл, символ табуляції) в кінці строк. Для роботи з файлами використовуйте функції cstdio.

6. Створіть програму, що буде видаляти в текстовому файлі символироздільники (пробіл, символ табуляції) в кінці строк. Для роботи з файлами використовуйте функції fstream.

7. Створіть програму, що буде підраховувати частоти монограм (байтів) в бінарному файлі. Який байт найчастіше зустрічається в текстовому файлі (*.txt)? Виконуваному файлі (*.exe)? Для роботи з файлами використовуйте функції cstdio.

8. Створіть програму, що буде підраховувати частоти монограм (байтів) в бінарному файлі. Який байт найчастіше зустрічається в текстовому файлі (*.txt)? Виконуваному файлі (*.exe)? Для роботи з файлами використовуйте функції fstream.

9. Створіть програму, що буде підраховувати ентропію за Шенноном бінарного файлу ($H = - \sum_{i=0}^{255} f_i \log f_i$, де $f_i$ -- частота входження байту $i$). Знайдіть ентропію документу Word (*.doc) та архіву (*.zip). Для роботи з файлами використовуйте функції cstdio.

10. Створіть програму, що буде підраховувати ентропію за Шенноном бінарного файлу ($H = - \sum_{i=0}^{255} f_i \log f_i$, де $f_i$ -- частота входження байту $i$). Знайдіть ентропію документу Word (*.doc) та архіву (*.zip). Для роботи з файлами використовуйте функції fstream.

11. Створіть програму, що буде в текстовому файлі переводити символи табуляції в пробіли (символ табуляції переводить курсор вперед на позицію кратну 8). Для роботи з файлами використовуйте функції cstdio.

76

Комп’ютерний практикум №5 Робота з файлами

12. Створіть програму, що буде в текстовому файлі переводити символи табуляції в пробіли (символ табуляції переводить курсор вперед на позицію кратну 8). Для роботи з файлами використовуйте функції fstream.

13. Створіть програму, що буде в текстовому файлі переводити пробіли в символи табуляції (символ табуляції переводить курсор вперед на позицію кратну 8). Для роботи з файлами використовуйте функції cstdio.

14. Створіть програму, що буде в текстовому файлі переводити пробіли в символи табуляції (символ табуляції переводить курсор вперед на позицію кратну 8). Для роботи з файлами використовуйте функції fstream.

15. Створіть программу пошуку входження строки в бінарному файлі. Чи входить строка ‘This program’ у виконуваний файл Вашої програми (*.exe)? Для роботи з файлами використовуйте функції cstdio.

16. Створіть программу пошуку входження строки в бінарному файлі. Чи входить строка ‘This program’ у виконуваний файл Вашої програми (*.exe)? Для роботи з файлами використовуйте функції fstream.

17. Створіть програму, що буде знаходити всі текстові строки довжиною більше 5 символів в бінарному файлі. Для роботи з файлами використовуйте функції cstdio.

18. Створіть програму, що буде знаходити всі текстові строки довжиною більше 5 символів в бінарному файлі. Для роботи з файлами використовуйте функції fstream.

19. Створіть програму, що буде виводити шістнадцятковий дамп бінарного файлу (замість кожного байту вхідного файлу виводиться значення в шістнадцятковій системі). Для роботи з файлами використовуйте функції cstdio.

20. Створіть програму, що буде виводити шістнадцятковий дамп бінарного файлу (замість кожного байту вхідного файлу виводиться значення в шістнадцятковій системі). Для роботи з файлами використовуйте функції fstream.

21. Створіть програму, що буде виводити вісімковий дамп бінарного файлу (замість кожного байту вхідного файлу виводиться значення в вісімковій системі). Для роботи з файлами використовуйте функції cstdio.

22. Створіть програму, що буде виводити вісімковий дамп бінарного файлу (замість кожного байту вхідного файлу виводиться значення в вісімковій системі). Для роботи з файлами використовуйте функції fstream.

23. Створіть програму, що буде виводити десятковий дамп бінарного файлу (замість кожного байту вхідного файлу виводиться значення в десятковій системі). Для роботи з файлами використовуйте функції cstdio.

77

Комп’ютерний практикум №5 Робота з файлами

24. Створіть програму, що буде виводити десятковий дамп бінарного файлу (замість кожного байту вхідного файлу виводиться значення в десятковій системі). Для роботи з файлами використовуйте функції fstream.

Завдання підвищеної складності

1.Створіть програму, що підраховує частоти біграмм у бінарному файлі. Що таке біграмма можна прочитати в додатковій літературі [А.П.Алферов, А.Ю.Зубов, А.С.Кузьмин, А.В.Черемушкин "Основы криптографии"].

2.Створіть програму, що підраховує частоти входження слів в текстовому файлі.

3.Створіть програму, що підраховує частоти N-грамм (N > 2) у бінарному файлі. Більш детально про статистичний аналіз в криптографії, N-грами можна дізнатися в додатковій літературі [А.П.Алферов, А.Ю.Зубов, А.С.Кузьмин, А.В.Черемушкин "Основы криптографии"].

5.3.Контрольні запитання

1.Які засоби роботи з файлами є в мові С++?

2.Які існують методи відкриття файлів?

78