11. Операции над внешними файлами

Внешний файл доступен из программы, если он, во-первых, открыт и, во-вторых, не заблокирован другим процессом. Файл открывается в результате подсоединения его к устройству В/В, которое, в свою очередь, создается (открывается) оператором OPEN. Столь же равнозначно можно говорить и о подсоединении устройства к файлу. Между устройством u и файлом file существует однозначное соответствие: все операторы Фортрана в любой программной единице, ссылающиеся на устройство u, получают доступ к файлу file. К устройству может быть подсоединен как существующий, так и вновь создаваемый файл. Нельзя подсоединить один и тот же файл к разным устройствам одновременно, так же как и нельзя одновременно подсоединить одно устройство к разным файлам.

После того как файл открыт, с ним возможны операции:

•позиционирования (BACKSPACE, REWIND, ENDFILE, READ, WRITE);

•передачи данных (READ, WRITE, PRINT и ENDFILE);

•изменения свойств подсоединения (оператор OPEN);

•опроса (INQUIRE и EOF).

Закрывается файл в результате выполнения оператора CLOSE или при нормальном завершении программы.

Управляющие файлами и выполняющие их опрос операторы перечислены в табл. 11.1. Их подробное описания дано в последующих разделах.

Таблица 11.1. Применяемые при работе с файлами операторы

349

О. В. Бартеньев. Современный ФОРТРАН

Приведенные операторы (кроме PRINT), а также функция EOF содержат в качестве одного из спецификаторов устройство, к которому подсоединяется файл в результате выполнения оператора OPEN. Этот спецификатор является обязательным. В то же время каждый из работающих с файлами операторов имеет и необязательные, рассматриваемые в настоящей главе спецификаторы. Целесообразность их употребления определяется как решаемыми задачами, так и требованиями к надежности программного продукта.

При описании операторов их необязательные элементы заключаются в квадратные скобки. Символ | используется для обозначения "или".

Замечание. В CVF операторы BACKSPACE, REWIND и ENDFILE

употребляются только с файлами, открытыми для последовательного доступа, т. е. так, как это предусмотрено стандартом Фортрана. В FPS эти операторы можно вдобавок использовать с файлами прямого доступа.

11.1. Оператор BACKSPACE

Оператор возвращает файл на одну запись назад и имеет две формы: BACKSPACE u

и

BACKSPACE([UNIT =] u [, ERR = err] [, IOSTAT = iostat])

u - устройство внешнего файла (разд. 10.2).

err - метка исполняемого оператора. При возникновении ошибки В/В управление передается на оператор, имеющий метку err.

iostat - целочисленная переменная, принимающая значение 0 при отсутствии ошибок. В противном случае iostat равняется номеру ошибки.

При отсутствии подсоединения возникнет ошибка выполнения.

350

11. Операции над внешними файлами

Оператор BACKSPACE позиционирует файл ровно на одну запись назад, кроме приведенных в табл. 11.2 случаев.

Таблица 11.2. Специальные случаи позиционирования файла оператором

BACKSPACE

В FPS в файлах, содержащих вывод, выполненный под управлением именованного списка, BACKSPACE рассматривает список как множество записей, число которых равно числу элементов списка плюс две записи: одна - заголовок списка, другая - завершающий список слеш (/).

Пример:

integer :: lunit = 10, ios backspace 5 backspace(5) backspace lunit

backspace(unit = lunit, err = 30, iostat = ios)

Замечания:

1.В CVF оператор BACKSPACE употребляется только с файлами, подсоединенными для последовательного доступа. Вдобавок он не используется с записями, созданными под управлением списка, как именованного, так и без имени.

2.Если спецификатор UNIT= опущен, то параметр u должен быть первым параметром оператора. В противном случае параметры могут появляться

впроизвольном порядке. Это замечание справедливо для всех приводимых

вэтой главе операторов, имеющих спецификатор UNIT=.

3.Если параметром оператора является выражение, которое содержит вызов функции, то эта функция не должна выполнять В/В или функцию EOF. В противном случае результаты непредсказуемы. Это замечание распространяется на все приводимые в этой главе операторы.

11.2. Оператор REWIND

Оператор перемещает файл в начало первой записи файла. REWIND u

или

351

О. В. Бартеньев. Современный ФОРТРАН

REWIND([UNIT =] u [, ERR = err] [, IOSTAT = iostat])

Описание параметров u, err и iostat см. в разд. 11.1.

При отсутствии подсоединения оператор REWIND не вызывает никаких действий.

Замечание. В CVF оператор REWIND употребляется только с файлами, подсоединенными для последовательного доступа.

11.3. Оператор ENDFILE

Оператор записывает специальную запись "конец файла". ENDFILE u

или

ENDFILE([UNIT =] u [, ERR = err] [, IOSTAT = iostat])

Описание параметров u, err и iostat см. в разд. 11.1. Если файл не открыт, то возникает ошибка выполнения.

После выполнения записи "конец файла" файл позиционируется вслед за этой записью. Дальнейшая последовательная передача данных станет возможной только после выполнения операторов BACKSPACE или REWIND. После выполнения оператора ENDFILE все записи, расположенные после новой записи "конец файла", становятся недоступными. В FPS это справедливо как для последовательных файлов, так и для прямых файлов.

По понятным причинам ENDFILE нельзя применять с файлами,

открытыми с ACTION | MODE = 'READ'.

Замечание. В CVF оператор ENDFILE употребляется только с файлами, подсоединенными для последовательного доступа.

11.4. Оператор OPEN

Оператор OPEN создает устройство В/В с номером u и подсоединяет к нему внешний файл file. При успешном подсоединении файл считается открытым и к нему может быть обеспечен доступ других работающих с файлами операторов Фортрана. Оператор может быть использован и для подсоединения ранее открытого файла с целью изменения свойств подсоединения. Отмеченные звездочкой спецификаторы оператора могут применяться только в CVF.

352

11. Операции над внешними файлами

u - устройство внешнего файла (разд. 10.2), к которому подсоединяется файл file.

access - символьное выражение, вычисляемое со значениями 'APPEND', 'DIRECT' или 'SEQUENTIAL' (по умолчанию) и определяющее способ доступа к файлу (последовательный - 'SEQUENTIAL' или прямой - 'DIRECT'). Спецификатор ACCESS = 'APPEND' применяется при работе с последовательными файлами, открываемыми для добавления данных. При успешном выполнении оператора OPEN с ACCESS = 'APPEND' файл позиционируется перед записью "конец файла".

action - символьное выражение, задающее возможные действия с файлом и вычисляемое со значениями 'READ' (процесс может только читать данные из файла), 'WRITE' (возможен только вывод данных) или 'READWRITE' (можно и читать и записывать данные).

Если спецификатор ACTION не задан, то система пытается открыть файл для чтения-записи ('READWRITE'). Если попытка неуспешна, то система пытается открыть файл снова первоначально только для чтения ('READ'), затем только для записи ('WRITE').

Значение спецификатора STATUS не оказывает никакого влияния на action. asv - целочисленная переменная стандартного целого типа, называемая ассоциируемой переменной файла; обновляется после каждой передачи данных при работе с прямыми файлами и содержит номер следующей записи файла. Имеет эффект только в CVF с операторами READ, WRITE,

FIND, DELETE и REWRITE. Например:

write(1, '(a8)', rec = 1) st; write(1, '(a8)', rec = 2) st; write(1, '(a8)', rec = 3) st

blank - символьное выражение, вычисляемое со значениями 'NULL' или 'ZERO'. В случае 'NULL' (устанавливается по умолчанию) пробелы при форматном вводе данных игнорируются (вводится в действие дескриптор BN). В случае 'ZERO' пробелы при форматном вводе данных рассматриваются как нули (вводится в действие дескриптор BZ). Однако

353

О. В. Бартеньев. Современный ФОРТРАН

если одновременно заданы параметр blank оператора OPEN и дескрипторы BN или BZ в спецификации формата оператора В/В, то дескриптор формата перекрывает действие параметра blank.

blocksize - выражение стандартного целого типа, задающее размер внутреннего буфера в байтах.

bc - скалярное целочисленное выражение, задающее число буферов, ассоциируемых с устройством В/В при многобуферной передаче данных.

BLOCKSIZE задает размер одного буфера. Общее число байт, ассоциируемых с заданными буферами, если, например, BLOCKSIZE = 2048 и BUFFERCOUNT = 3, равно 3 * 2048 = 6144.

bf - символьное выражение, вычисляемое со значением 'YES' или 'NO', определяющее характер передачи данных. Если bf возвращает 'NO', то данные в файл будут посылаться после каждого выполнения оператора WRITE. В противном случае данные, если позволяет физическое устройство и вид файла, предварительно накапливаются во внутреннем буфере, что может повысить производительность приложения. По умолчанию размер буфера - 8192 байта, а в случае FPS - 1024 байта. Общий размер буфера может быть изменен спецификаторами BLOCKSIZE и BUFFERCOUNT. Внутренний буфер может увеличиваться, чтобы разместить целиком запись, и никогда не уменьшается.

carriagecontrol - символьное выражение, задающее способ интерпретации первого символа каждой записи в форматных файлах. Выражение может вычисляться со значениями 'FORTRAN' или 'LIST'. По умолчанию устройство u подсоединяется к внешнему устройству, например к принтеру или монитору, с carriagecontrol = 'FORTRAN'. Это означает, что первый символ записи интерпретируется как символ управления кареткой печатающего устройства и не выводится ни на принтер, ни на экран (разд. 9.1). К внешним файлам по умолчанию подсоединение выполняется с carriagecontrol = = 'LIST'.

В случае 'LIST' первый символ записи уже не интерпретируется как символ управления кареткой и выводится и на принтере, и на экране.

Если в OPEN также задан спецификатор FORM = 'UNFORMATTED' или

FORM = 'BINARY', то спецификатор CARRIAGECONTROL игнорируется. fm - скалярное символьное выражение, задающее вид представления

числовых неформатных данных и вычисляемое со значением 'LITTLE ENDIAN', 'BIG ENDIAN', 'CRAY', 'FDX', 'FGX', 'IBM', 'VAXD', 'VAXG' или

'NATIVE'. Используется для приведения данных к соответствующему виду. def - скалярное символьное выражение, задающее используемый по умолчанию путь к открываемому файлу. Если завершающий слеш (/) опущен, то он будет добавлен. Если спецификатор DEFAULTFILE

отсутствует, то используется текущая рабочая директория.

354

11. Операции над внешними файлами

delim - скалярное символьное выражение, задающее ограничитель для символьных данных при В/В под управлением именованного или неименованного списка. Выражение может вычисляться со значениями 'APOSTROPHE', 'QUOTE' или 'NONE' (по умолчанию). Если ограничитель задан, то внутренние, совпадающие с ограничителем символы строки (апостроф (') или кавычки (")) удваиваются (разд. 9.9.1.2).

dis - скалярное символьное выражение, задающее статус файла после его отсоединения от устройства. Принимает одно из следующих значений:

•'KEEP' или 'SAVE' - файл сохраняется;

•'DELETE' - файл удаляется;

•'PRINT' - файл подается на печать и сохраняется (только для последовательных файлов);

•'PRINT/DELETE' - файл подается на печать и удаляется (только для последовательных файлов);

•'SUBMIT' - расщепляет процесс для исполнения файла;

•'SUBMIT/DELETE' - расщепляет процесс для исполнения файла и удаляет его после завершения операций.

По умолчанию действует статус 'DELETE' для scratch-файлов и 'KEEP' - для всех остальных. Вторая форма спецификатора - DISP = dis.

err - метка исполняемого оператора. При возникновении ошибки управление передается на оператор, имеющий метку err.

file - символьное выражение, задающее имя файла, подсоединяемого к устройству с номером u. Если спецификатор FILE не задан, то создается временный, стираемый после выполнения оператора CLOSE или после нормального завершения программы файл. При этом должен быть задан спецификатор STATUS со значением SCRATCH, например:

open(1, status = 'scratch', form = 'bynary')

Если параметр file вычисляется со значением пробел, то выполняются следующие действия:

•программа читает имя файла из списка аргументов (если таковые имеются) в командной строке, запускающей программу. Если аргументом является нулевая строка (''), то имя файла будет предложено ввести пользователю. Каждый последующий оператор OPEN, имеющий в качестве имени файла пробел, читает соответствующий аргумент командной строки;

•если операторов OPEN, имеющих в качестве имени файла пробел, больше, чем аргументов командной строки, программа потребует ввести недостающие имена файлов.

Если имя файла 'USER' или 'CON', то вывод выполняется на экран, ввод

-с клавиатуры. Имя file может задавать и другие физические устройства, например принтер (FILE = 'PRN') или первый последовательный порт

355

О. В. Бартеньев. Современный ФОРТРАН

(FILE = = 'COM1'). В приложениях QuickWin задание FILE = 'USER'

позволяет открыть дочернее окно. Тогда все операции В/В, связанные с устройством, к которому это окно подсоединено, выполняются на это окно. form - символьное выражение, вычисляемое со значениями 'FORMATTED', 'UNFORMATTED' или 'BINARY'. Если доступ к файлу последовательный, то по умолчанию устанавливается форма 'FORMATTED'. Если доступ прямой, то по умолчанию устанавливается

форма 'UNFORMATTED'.

iofocus - логическое выражение, в случае истинности которого дочернее окно приложения QuickWin устанавливается в фокусе (располагается поверх других окон) при выполнении операторов READ, WRITE и PRINT. Является расширением над стандартом Фортран 90.

iostat - целочисленная переменная, возвращающая 0 при отсутствии ошибок, отрицательное число, если возникла ситуация "конец файла", или номер возникшей ошибки.

mr - скалярное выражение, задающее максимальное число записей, которое может быть передано при работе с прямым файлом в период его подсоединения к устройству. При необходимости преобразовывается в целый тип. По умолчанию число передаваемых записей не ограничено.

mode - символьное выражение, задающее подобно action возможные действия с файлом и вычисляемое со значениями 'READ' (процесс может только читать данные из файла), 'WRITE' (возможен только вывод данных в файл) или 'READWRITE' (возможен как ввод, так и вывод данных). Является расширением над стандартом Фортрана.

org - скалярное символьное выражение, задающее внутреннюю организацию файла, вычисляемое со значением 'SEQUENTIAL', если задается файл с последовательной организацией (действует по умолчанию), или 'RELATIVE', если задается файл со связанной организацией.

pad - символьное выражение, вычисляемое со значениями 'YES' (по умолчанию) или 'NO'. В случае 'YES' если при форматном вводе требуется больше данных, чем содержится в записи, то недостающее число данных восполняется пробелами. Если же PAD = 'NO', то при попытке форматного ввода большего числа данных, чем содержится в записи, возникнет ошибка ввода. Например:

Файл a.txt:

356

11. Операции над внешними файлами

abcd efgh

position - символьное выражение, задающее способ позиционирования файла при последовательном доступе и которое должно вычисляться со значениями 'ASIS', 'REWIND' или 'APPEND'. Если имеет место 'REWIND', то существующий файл позиционируется в начало файла. В случае 'APPEND' существующий файл позиционируется непосредственно перед записью "конец файла". В случае 'ASIS' (задается по умолчанию) позиция ранее подсоединенного файла не изменяется, в то время как ранее неподсоединенный файл позиционируется в свое начало.

READONLY – так же как и при задании ACTION = 'READ', файл подсоединяется только для чтения. Однако READONLY предотвращает удаление файла, если присутствует спецификатор STATUS = 'DELETE'.

recl - целочисленное выражение, задающее длину каждой записи в байтах. Этот параметр задается только в файлах прямого доступа.

rtyp - скалярное символьное выражение, задающее тип записей файла

ивычисляемое с одним из следующих значений (см. также разд. 10.5):

•'FIXED' - записи фиксированной длины;

•'VARIABLE' - записи переменной длины;

•'SEGMENTED' - сегментированные записи;

•'STREAM' - поток;

•'STREAM_LF' - LF_поток;

•'STREAM_CR' - CR_поток.

При подсоединении файла действуют умолчания:

•'FIXED' - для связанных файлов и файлов с последовательной организацией, открытых для прямого доступа;

•'STREAM_LF' - для форматных файлов с последовательной организацией;

•'VARIABLE' - для неформатных файлов с последовательной организацией.

share - символьное выражение, вычисляемое со значениями 'DENYRW', 'DENYWR', 'DENYRD' или 'DENYNONE':

•'DENYRW' - (deny-read/write mode) пока файл открыт в этом режиме,

никакой другой процесс не может открыть этот файл ни для чтения, ни для записи;

•'DENYWR' - (deny-write mode) пока файл открыт в этом режиме,

никакой другой процесс не может открыть этот файл для записи;

•'DENYRD' - (deny-read mode) пока файл открыт в этом режиме, никакой другой процесс не может открыть этот файл для чтения;

•'DENYNONE' - (deny-none mode) пока файл открыт в этом режиме,

любой другой процесс может открыть этот файл как для чтения, так и для записи.

357

О. В. Бартеньев. Современный ФОРТРАН

SHARED - подсоединяемый файл открывается для разделенного доступа, при котором к файлу могут обращаться более одного приложения. status - символьное выражение, которое может принимать значения

'OLD', 'NEW', 'SCRATCH', 'REPLACE' или 'UNKNOWN':

•'OLD' - файл должен уже существовать, в противном случае возникнет ошибка В/В;

•'NEW' - файл не должен существовать. Если он не существует, то он будет создан, в противном случае возникнет ошибка В/В;

•'SCRATCH' - если в операторе OPEN опущен параметр file, то по умолчанию значение status равно 'SCRATCH'. Создаваемые 'SCRATCH'- файлы являются временными и уничтожаются либо при закрытии устройства, либо при завершении программы;

•'REPLACE' - открываемый файл замещает существующий файл с тем же именем. Если такого файла не существует, то создается новый файл;

•'UNKNOWN' (по умолчанию) - процесс прежде пытается открыть файл со статусом 'OLD', затем - со статусом 'NEW'. Если файл существует, то он открывается, если нет - создается.

Значение status затрагивает только дисковые файлы и игнорируется при работе с устройствами.

Пример:

character(70) fn

write(*, '(a\)') 'Введите имя файла: ' read(*, '(a)') fn

!Открываем неформатный новый файл прямого доступа

!Файл fn должен отсутствовать на диске

open(7, file = fn, access = 'direct', status = 'new')

Подсоединение файла к устройству звездочка (*) не имеет никакого действия, поскольку это устройство постоянно связанно с клавиатурой и экраном. Однако можно подсоединить внешний файл к существующим по умолчанию устройствам 0, 5 и 6.

Если в операторе OPEN использовано устройство, подсоединенное ранее к другому файлу, то ранее открытый файл автоматически закрывается, а затем другой файл открывается и подсоединяется к заданному параметром u устройству. Нельзя одновременно подсоединить один и тот же файл к разным устройствам.

Если файл не открыт и выполняется оператор READ или WRITE, то программа попытается открыть файл так, как это делает оператор OPEN, в котором задан параметр FILE = ' '.

Если оператор OPEN подсоединяет устройство к несуществующему файлу, то файл открывается со свойствами, заданными в операторе.

Можно использовать оператор OPEN, указывая в нем имя уже подсоединенного файла с тем же устройством для изменения свойств

358

11. Операции над внешними файлами

подсоединения, задаваемых спецификаторами BLANK, DELIM, PAD, ERR и IOSTAT. В таких случаях спецификатор POSITION = 'APPEND' игнорируется, но спецификатор POSITION = 'REWIND' вызывает перемещение на начало файла.

Пример:

integer(4) :: k

open(7, file = 'a.txt', blank = 'zero') write(7, '(2i3)') 1, 2

! Изменяем свойство подсоединения BLANK файла a.txt open(7, file = 'a.txt', blank = 'null')

title - символьное выражение, задающее имя дочернего окна QuickWin. Если спецификатор TITLE задан в приложении, которое не является QuickWin, то возникнет ошибка выполнения.

USEROPEN = function name - спецификатор, позволяющий передать управление внешней функции function name, непосредственно открывающей файл. Вызываемая функция должна иметь атрибут EXTERNAL, открывать файл, используя функцию CreateFile, и возвращать дескриптор файла, вырабатываемый CreateFile; используется, когда нужно задать не предусмотренные оператором OPEN свойства подсоединения. Основное назначение спецификатора - использовать возможности WIN32 API функции CreateFile, находящейся, кстати, в библиотеке kernel32.lib.

Пример. Приводимый код можно употребить для вызова заданной спецификатором USEROPEN функции. При выполнении оператора OPEN передается управление функции fileopen, которая вызывает функцию CreateFile. Необходимые для работы CreateFile данные собраны в модуле MTY, интерфейс CreateFile размещен в fileopen.

359

О. В. Бартеньев. Современный ФОРТРАН

!Интерфейс CreateFile взят из kernel32.f90. Однако в оригинале lpFileName

!имеет тип CHARACTER*(*), что неверно. Ниже ошибка исправлена interface

!Битовый флаг записи file_flag_write_through для CreateFile dwFlagsAndAttributes = dwFlagsAndAttributes + file_flag_write_through

!Открывает файл с помощью CreateFile

360