3.Модель двоичного файла

Двоичный файл отличается от текстового тем, что данные в нем представлены во внутренней форме. А поскольку при внутреннем представлении используется двоичная система счисления, то «в честь ее» файлы и называются двоичными. По существу, двоичный файл является аналогом внутренней (оперативной, физической) памяти – неограниченным массивом байтов с возможностью непосредственного обращения (произвольного доступа) к любой его части. Такая модель файла полностью совпадает с системой представлений, принятой в Си для работы с памятью на низком (физическом уровне).

• физическая память имеет байтную структуру – единицей адресации является байт;

• любая переменная занимает фиксированное количество байтов, определяемое ее типом. Операция sizeof возвращает эту размерность;

• указатель на переменную интерпретируется как ее адрес в памяти. Преобразование типа указателя к void* позволяет интерпретировать его как «чистый» адрес, а преобразование к char* - как указатель на массив байтов (физическое представление памяти).

Исходя из этих принципов, функции двоичного ввода-вывода fread и fwrite переносят содержимое памяти в двоичный файл «прозрачно», т.е. байт в байт без каких либо преобразований. Функции используются для перенесения данных из файла в память программы (чтение) и обратно (запись).

Особенностью этих функций является то, что для них безразличен (неизвестен) характер структуры данных в той области памяти, в которую осуществляется ввод-вывод (указатель void* buf). Функция fread читает, а функция fwrite пишет в файл, начиная с текущей позиции, массив из nrec элементов размерностью size байтов каждый, возвращая количество успешно прочитанных (записанных) элементов.

В Си для представления адресов используются переменные типа long, на которые можно распространить известное понятие указатель - указатель в файле. Такая образная аналогия вполне уместна и позволяет с общих позиций рассматривать структуры данных, размещенные в файлах. Указатель в файле не является типизированным, его тип никак не связан с типом адресуемых данных и он рассматривается как «чистый» физический адрес в файле.

4. Стандартный ввод-вывод. Текстовый файл.

Имеющийся в большинстве языков программирования стандартный символьный ввод-вывод соответствует работе программы в режиме командной строки (консольного приложения). Несмотря на то, что такой режим работы не имеет массового распространения, он остается актуальным для «внутреннего» программирования по следующим причинам:

• работа с текстовыми файлами «вписана» в стандартный ввод-вывод. Например, в Си потоки ввода-вывода могут быть перенаправлены как на текстовый файл, так и на консольный ввод-вывод (клавиатура – экран);

• текстовыми файлами являются файлы исходных текстов программ (Си-cpp, Паскаль-pas, Бейсик-bas), значительная часть файлов с параметрами настройки различных приложений (ini), командных файлов (файлов последовательностей команд – bat);

• если приложения не работают с форматами данных друг друга (не совместимы по данным), то единственным форматом обмена является текстовый файл, в котором числовые (или символьные ) данные разделены стандартными разделителями (пробел, табуляция, запятая, точка с запятой, конец строки). Обмен данными через такие файлы называется экспортом-импортом. В Си файлы такого формата читаются стандартными функциями форматного ввода;

• многие приложения (компиляторы, серверные приложения) наряду с оконными интерфейсами имеют возможность работы в режиме командной строки и чтения управляющих (текстовых) командных файлов.