методички.C++ / С Fundamentals

2: #include "db.h" 3:

4:int main(void)

5:{

6:char path[128];

7:FILE *dbf;

8:Record rec;

9:long numrecs, recnum;

11:printf("Database file name? ");

12:gets(path);

13:dbf = OpenDB(path, &rec);

14:if (!dbf) {

15:printf("Can′t open %s\n", path);

16:exit(1);

17:}

18:numrecs = rec.custnum;

19:printf("\nNumber of records = %ld\n\n", numrecs);

20:for (recnum = 1; recnum <= numrecs; recnum++)

21:if (ReadRecord(dbf, recnum, &rec))

22:printf("%4ld: #%ld, %s, Phone: %s, Balance: $%.2lf\n",

23:recnum, rec.custnum, rec.name,rec.phone,rec.balance);

24:fclose(dbf);

25:return 0;

26:}

Упражнение. На основе листингов этого раздела разработайте программу ведения базы данных. Реализуйте меню, которое предлагало бы пользователю следующие действия:

−создать новую базу данных;

−открыть существующую базу данных;

−добавить/удалить/изменить запись в открытой базе данных;

−вывести отчет о всех клиентах в базе данных, остатки счетов которых (поле balance) больше заданного значения;

−напечатать сумму остатков счетов всех клиентов.

Резюме

∙Язык С рассматривает любой файл как последовательность байтов, завершающуюся признаком конца файла (EOF).

∙Вне зависимости от режима работы обработка файлов происходит в три этапа: 1) открыть файл, 2) обработать данные и 3) закрыть файл.

∙FILE является структурой, тип которой определен в заголовочном файле stdio.h. Для того чтобы работать с файлами, нет необходимости знать, как устроена эта структура. При открытии файла функция fopen() возвращает указатель на файл типа FILE *.

∙Чтобы создать новый текстовый файл или уничтожить содержимое уже созданного файла, откройте файл для записи (“w”). Чтобы прочитать существующий файл, откройте файл в режиме «только для чтения» (“r”). Чтобы добавить записи в конец существующего файла, откройте файл для добавления (“a”). Чтобы открыть файл для обновления (т.е. для одновременного чтения и записи), используйте режим “r+”, “w+” или “a+”.

∙В зависимости от потребностей вашей программы вы можете обрабатывать текстовые файлы в посимвольном режиме, в котором проверяется каждый символ файла, либо в более быстром построчном режиме.

∙Бинарные файлы в большинстве случаев по размеру меньше текстовых, и программы обрабатывают их быстрее. Чтобы создать или обработать бинарный файл, необходимо добавить символ ‘b’ в строку, задающую режим открытия файла. Например: открыть бинарный файл для записи и чтения: “r+b”.

∙Бинарные файлы могут обрабатываться с последовательным или произвольным доступом. Последовательная обработка применяется, когда со всеми записями файла производятся одинаковые действия. Произвольный доступ используется, чтобы прочитать или модифицировать отдельную запись в файле, не затрагивая остальные записи. Все записи в файле с произвольным доступом должны иметь одинаковую длину.

∙База данных представляет собой группу связанных между собой файлов (либо, в простейшем случае, только один файл). Набор программ, разработанных для создания и управления базами данных, называется СУБД – системой управления базами данных.

Обзор функций

Таблица 6.2

Функции обработки ошибок и завершения программы (stdio.h, stdlib.h)

Таблица 6.3

Окончание табл. 6.3

fread() size_t fread(void *p, size_t size, size_t n, FILE *fp);

Считывает двоичные данные из файла в блок памяти, адресуемый p. n – количество считываемых элементов, size – размер элементов. При успехе возвращает кол-во считанных элементов, иначе – 0

Примечание. Тип size_t является беззнаковым целочисленным типом, представляющим размер объектов в памяти. Является аналогом типа unsigned:

typedef unsigned size_t;

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Язык программирования С

Язык С – это мощный и лаконичный язык, предназначенный для программирования широкого круга задач. Язык тесно связан с операционной системой UNIX, однако он не привязан жестко к какой-либо одной операционной системе или машине, на нем можно писать программы, которые без существенных изменений переносятся на другие машины. Хотя С и назван «языком системного программирования», поскольку удобен для написания компиляторов и операционных систем, оказалось, что он подходит и для разработки ПО прикладного уровня.

Развитие языка С

Первая версия языка С была разработана в 1972 г. сотрудником фирмы Bell Laboratories Денисом Ритчи (Dennis Ritchie) как инструмент написания операционной системы UNIX для машины PDP-11.

В течение многих лет единственным определением языка было первое издание книги «Язык программирования С» (Brian Kernighan, Dennis Ritchie «The C programming Language», 1978). Этот неофициальный стандарт обычно называется стандартом K&R или classic C. В частности приложение «С Reference Manual» из этой книги служило руководством для создателей различных реализаций языка С.

По мере того, как С развивался, сообщество пользователей осознало, что нуждается в более полном и строгом стандарте. В 1983 г. Институтом американских национальных стандартов (ANSI) учреждается комитет для выработки современного исчерпывающего определения языка. Результатом его работы явился стандарт ANSI C, выпущенный в 1988 г.

Первоначально язык С не являлся «строго типизированным» языком. В первой версии хоть и не одобрялся, но разрешался бесконтрольный обмен указателей и целых чисел, что вызывало большие нарекания. Согласно

новому стандарту стало необходимо явное объявление или явное указание преобразования. Новый вид объявления функций – еще один шаг в этом направлении. Компилятор стал предупреждать о большей части ошибок в типах и преобразованиях несовместимых типов данных. Однако основной философией С осталось то, что программисты сами знают, что делают; язык лишь требует явного указания об их намерениях.

Международная организация по стандартизации ISO (International Standards Organization, www.iso.ch) приняла в 1990 году свой стандарт ISO C.

Стандарты ISO C и ANSI C – это, по сути, один и тот же стандарт. Окончательная версия стандарта ANSI/ISO часто именуется стандартом С90.

В 1994 году объединенный комитет ANSI/ISO развил принципы стандарта С90, в результате чего появился стандарт C99. Одной из целей нового стандарта была поддержка международного программирования. Для

этого в язык внедрялись способы обработки международных наборов символов. Второй целью было «использование существующей практики с целью преодоления явных недостатков». Например, при возникновении необходимости переноса языка С на 64-разрядную платформу изменения в стандарте основывались на опыте тех программистов, кто встречался с подобной проблемой. Третьей целью стандарта явилось улучшение степени

пригодности языка при выполнении критических числовых вычислений в научных и инженерных проектах.

Изменения стандарта С99 сохранили сущность языка С. Он по- прежнему остается компактным и «прозрачным». Однако до сих пор многие

компиляторы не полностью совместимы со всеми изменениями нового стандарта, поэтому в пособии рассматривается стандарт ANSI C.

Си современные языки

Вначале 80-х годов язык С уже был доминирующим в мире компьютеров, работающих под управлением ОС UNIX. В 90-е годы многие софтверные компании начали использовать в крупных проектах С++. Язык С++ – это, говоря упрощенно, язык С, к которому добавили средства объектно-ориентированного программирования. Это означает, что любая программа на С является (или почти всегда является) действующей программой на С++. Таким образом, изучая язык С, вы сможете освоить многие возможности С++.

Несмотря на наличие таких языков программирования, как С++, C# и Java, язык С продолжает широко применятся для разработки программного обеспечения на мэйнфреймах, миникомпьютерах и ПК. В частности, этот

язык широко используется при создании программного обеспечения для микропроцессоров, написания драйверов для различных технических устройств.

Язык С также пробил «брешь» в глухой «оборонительной стене» научного программирования, где долгие годы непоколебимые позиции занимал FORTRAN. На С пишутся операционные системы, он играет не последнюю роль при разработке программ на Linux.

Краткая характеристика языка

Предшественниками С были «бестиповые языки» BCPL и В. В отличие от них С обеспечивает разнообразие типов данных. Базовыми типами являются символы, целые числа и числа с плавающей точкой различных размеров. Кроме того, имеется возможность получать целую иерархию производных типов данных из указателей, массивов, структур и

объединений. Выражения формируются из операторов и операндов. Указатели обеспечивают машинно-независимую адресную арифметику.

ВС имеются основные управляющие конструкции, используемые в хорошо структурированных программах: составная инструкция ({...}), ветвление по условию (if-else), выбор одной альтернативы из многих (switch), циклы с проверкой в начале (while, for) и конце (do-while), а также средство прерывания цикла (break).

Вкачестве результата функции могут возвращать значения базовых типов, структур, объединений и указателей. Любая функция допускает рекурсивное обращение к себе. Как правило, локальные переменные функции – «автоматические», т.е. они создаются заново при каждом

обращении к ней. Определения функций нельзя вкладывать друг в друга, но объявления переменных разрешается строить в блочно-структурной манере. Функции С-программы могут храниться в отдельных исходных файлах и компилироваться независимо. Переменные по отношению к функции могут быть внутренними и внешними. Последние могут быть доступными в пределах одного исходного файла или всей программы.

На этапе препроцессирования выполняется макроподстановка в текст программы, включение других исходных файлов и условная компиляция.

С – язык сравнительно «низкого уровня», т.е. имеет дело с теми же объектами, что и большинство компьютеров, т.е. с символами, числами и адресами. В языке С нет прямых операций над составными объектами, такими как строки символов, множества, списки и массивы. Нет каких-либо средств распределения памяти, помимо возможности определения

статических переменных и стекового механизма при выделении места для локальных переменных внутри функций. Нет в нем «кучи» и «сборщика мусора». Все это – механизмы высокого уровня, которые в языке С обеспечиваются с помощью явно вызываемых функций. С также не содержит средств мультипрограммирования, параллельных процессов, синхронизации и организации сопрограмм.

Отсутствие некоторых из перечисленных средств может показаться серьезным недостатком, однако компактность языка имеет реальные выгоды. Поскольку С относительно мал, то и описание его кратко, и овладеть им можно быстро.

Достоинства языка С

Возможности по проектированию программ. С является языком программирования, включающим управляющие структуры, наличие которых считается желательным с точки зрения теории программирования. Он построен так, что позволяет пользователям естественным образом применять проектирование «сверху-вниз», осуществлять структурный подход к

программированию и модульное проектирование программ. В результате получаются более надежные и «прозрачные» программы.

Эффективность. Фактически язык С обладает теми же возможностями управления, которые обычно присущи языкам ассемблера, а по производительности не намного уступает им. Программы на языке С можно настраивать либо на максимальное быстродействие, либо на экономное использование доступной памяти.

Переносимость. С-программы, написанные для одной операционной системы, могут выполняться в других системах с небольшими изменениями (или вообще без таковых). Существуют компиляторы С примерно для 40 операционных систем, начиная от систем для 8-разрядных микропроцессоров и заканчивая системами суперкомпьютеров. Поскольку язык тесно связан с операционной системой UNIX, в комплект поставки последних зачастую включается С-компилятор. Подобный же компилятор часто является составной частью Linux-дистрибутивов. Также С-компиляторы входят в состав многих операционных систем Windows и Macintosh.

Гибкость. Язык С является достаточно мощным и гибким. Например, большая часть операционной системы UNIX написана на языке С. Многие компиляторы и интерпретаторы для других языков программирования, таких как FORTRAN, APL, Pascal, LISP, Logo и BASIC, также написаны на С.

Программы на С применяются для решения физических и инженерных задач, и даже для создания анимационных спецэффектов в кинофильмах, например, в фильме «Гладиатор».

Ориентация на программистов-профессионалов. Язык С сориентирован на потребностей профессиональных программистов. Он

предоставляет доступ к аппаратным средствам и позволяет оперировать отдельными битами оперативной памяти. Он включает широкий набор операторов, позволяющих программисту выражать свои идеи в компактном виде. Язык С менее строгий, чем, скажем, Pascal в смысле ограничения свободы действий программиста.

Недостатки С

Ошибки работы с памятью. Использование указателей в языке С означает, что программист может совершать трудноуловимые программные ошибки. За легкость и свободу в написании кода приходится расплачиваться

– программист постоянно должен быть бдителен.

Запутанность кода. Компактность языка в сочетании с большим количеством операторов дает возможность создавать программный код, понимание которого затруднено. Никто не заставляет программиста создавать непонятные программы, но в данном случае существуют все возможности для этого.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Таблицы кодов ASCII*