3.1 Структура файла
Файл хранится во внешней памяти на магнитном диске, и по мере необходимости данные из файла вызываются в оперативную память для обработки. Различают следующие состояния файла:
Закрыт для чтения и записи;
Открыт для записи, закрыт для чтения;
Открыт для чтения закрыт для записи компонент;
Открыт для чтения, открыт для записи компонент.
Доступ к компонентам файла осуществляется через указатель файла (буферную переменную). При чтении или записи этот указатель перемешается к следующему компоненту и делает его доступным для обработки. Буферная переменная имеет отличие от всех других переменных: она не может участвовать в выражениях и операторах присваивания.
Для типизированных файлов к которым относятся и файлы записей используют два способа доступа к компонентам файла: последовательный и прямой (произвольный). Исторически, это разделение вызвано наличием устройств с последовательным (стримеры) и прямым доступом (магнитные диски). При последовательном способе доступа поиск начинается с первой записи файла и проверяется по очереди каждый компонент, пока не будет найден нужный (нужные). Произвольный способ доступа позволяет обращаться к компоненту по его порядковому номеру в файле. Если файлы расположены на магнитных дисках, то допускается значительная гибкость при работе с компонентами. Например, компоненты последовательно организованного файла могут обрабатываться с помощью прямого доступа, а компоненты произвольного файла - последовательно. Однако программист с самого начала на основе анализа структуры данных, требований к функциям программы и существующих ограничений должен четко уяснить, какой способ доступа к компонентам ему необходимо выбрать. От этого во многом зависит успех решения задачи и эффективность работы разрабатываемой программы. Концептуальная схема файла приведена на рис.3.1.
Рис. 3.1 Схема файла: а) файл содержит N компонент, б) пустой файл.
На рис. 3.1.а представлен файл, с именем S, содержащий N компонент (записей). А на рис. 3.1.б изображен пустой файл, в котором нет ни одной компоненты, только название и метка конца файла.
Каждому файлу пользователя должно быть присвоено уникальное имя (в рамках каталога в котором этот файл хранится), которое используется при обращении к этому файлу. Имя должно соответствовать стандарту MS-DOS, и состоит из собственно имени (от 1 до 8 символов: букв или цифр) и необязательного типа файла (до 3-х символов). Если тип файла присутствует, он отделяется от первой части имени точкой. Тип файла присваивается обычно в мнемонической зависимости от содержимого файла.
Пример имени файла: STUDENTS.DAT
Для обращения к файлу необходимо указать путь, то есть имя диска, на котором расположен нужный файл (A, B, C, D, E …) корневой директорий \, и поддиректории, если они есть. Пример пути и имени файла, расположенного в корневом каталоге на дискете: A:\STUDENTS.DAT
3.2 Встроенные процедуры и функции обработки файлов
Процедуры осуществляют все необходимые действия по организации файлов и доступу к компонентам файлов. Процедуры и функции для работы с файлами записей весьма похожи на аналогичные процедуры и функции, которые рассматривались ранее для текстовых файлов.
Для организации доступа к файлу записей следует объявить файловую переменную F следующим образом:
VAR F: FILE OF <тип компонент>;
Assign (F, ST) - присвоить в программе имя файлу. Имя файла, которое является значением ST (строка текста типа String), ставится в соответствие с переменной файлового типа F. С момента выполнения процедуры Assign все действия над этой переменной будут эквивалентны действиям над файлом, с именем определяемым значением ST.
Rewrite (F) - создать новый пустой файл. Эта процедура служит для создания нового файла на диске. Имя файла должно быть предварительно определено в процедуре Assign. Если на диске уже был файл с таким именем, он уничтожается. Указатель файла устанавливается в первую позицию (с номером 0). Фактически файл не содержит ни одного компонента, он только подготовлен для загрузки (см. схему на рис. 3.2).
Рис. 3.2 Состояние файла F после выполнения команды Rewrite (F)
Reset (F) - установить указатель в начало файла. Выполнение процедуры обеспечивает установку указателя файла на первый компонент (запись с номером 0, см. рис. 3.3). Если эта процедура применена к несуществующему в указанном каталоге файлу, возникает ошибка ввода-вывода.
Рис. 3.3 Состояние файла F после выполнения команды Reset (F)
Read (F, Z) - читать текущий компонент из файла. С помощью этой команды производится чтение из дискового файла, определенного файловой переменной F значений Zl, Z2, ... , ZN. После завершения выполнения процедуры, то есть чтения текущего компонента в переменную Z, указатель файла устанавливается на следующий компонент (запись).
Write (F, Z) - записать новый компонент в файл. Переменные Zl, Z2, ... , ZN записываются в дисковый файл, определенный переменной F. После выполнения процедуры указатель перемещается к следующему компоненту.
Seek (F, k) - установить указатель на компонент Zk с порядковым номером k в файле. Указатель перемещается к компоненту с номером k, начиная счет с нуля, т.е. первый компонент имеет номер 0, второй - 1, третий - 2 и т.д.
Close(F) - закрыть файл. Выполнение процедуры обеспечивает закрытие файла, назначенного переменной F. Если файл был открыт, никогда не следует выходить из программы, предварительно не закрыв его.
Erase(F) - уничтожить файл. Выполнение процедуры вызывает уничтожение файла, назначенного переменной F. Если производится уничтожение открытого файла, его необходимо предварительно закрыть с помощью процедуры Close.
Rename(F, ST) - переименовать файл. Выполнение процедуры вызывает занесение в каталог диска (директорий) нового имени файла, определенного переменной F. Новое имя определяется значением текста в строке ST.
Truncate (F) - уничтожить все компоненты файла, начиная с места текущего положения указателя, и подготовить файл для записи.
Помимо перечисленных выше процедур следует использовать перечисленные ниже функции, которые выполняют дополнительные действия, облегчающие программисту обслуживание уже существующих файлов.
Eof (F) - проверить маркер "конец файла". Значение функции равно True, если указатель файла находится сразу за последним компонентом файла, и False в любом другом случае.
FilePos (F) - определить текущий номер компонента. Функция возвращает целочисленное значение, равное номеру компонента, на котором установлен в данный момент указатель файла, соответствующего переменной F. Отсчет номера компонента начинается с нуля.
FileSize (F) - определить размер файла. Функция возвращает целочисленное значение, равное количеству компонентов файла, соответствующего переменной F. Эта функция обычно используется для проверки, содержит файл какую-либо информацию или является пустым. Если FileSize (F) = 0, то файл пуст, в другом случае файл содержит данные.
lOResult (F) - проверить результат выполнения последней операции ввода-вывода на наличие ошибок. Если ошибка обнаружена, функция возвращает номер ошибки, если ошибок нет, возвращает значение 0. Эта функция используется при пассивном состоянии директивы {$I-} для организации обработки ошибок ввода-вывода самим пользователем. Если программа для обработки ошибок отсутствует, наличие ошибки ввода-вывода не вызывает прерывания программы и выполняется следующий оператор.