ПЛАН
ФАЙЛИ ДАНИХ 1
Поняття фізичного і логічного файлів 1
Потоки даних 3
Класифікація файлів даних 5
Технологія роботи з файлами даних 7
Особливості обробки файлів у С-програмах 9
Організація роботи з файлами 9
Робота з текстовими файлами 13
Робота з бінарними файлами 17
Файли даних Поняття фізичного і логічного файлів
Більшість програм оперує даними, що є доступними після завершення роботи програми. Такі дані зберігаються на зовнішніх носіях інформації у вигляді файлів даних.
У програмуванні поняття файлу, зазвичай, розглядають з двох точок зору. З одного боку, під файлом розуміють іменовану область зовнішньої пам'яті, яка містить логічно зв’язану інформацію, призначену для довготривалого зберігання. З іншого боку, файл - це одна із структур даних, що використовується у програмуванні. Щоб не плутати файли в програмі і файли на диску, змінні файлового типу називають логічними файлами, а реальні пристрої та файли на диску - фізичними файлами.
Структура фізичного файлу являє собою послідовність байт пам'яті носія інформації. Розмір фізичного файлу може бути довільним і обмежується лише ємністю пристроїв зовнішньої пам’яті. Структура логічного файлу - це послідовність однотипних компонентів, кількість яких не фіксується при оголошенні, а визначається в процесі виконання програми. Фактично, структура логічного файлу - це «шаблон», через який розглядається фізична структура файлу.
Компоненти логічного файлу можуть бути будь-якого типу, окрім файлового. Для позначення кінця файлу використовується спеціальний маркер Eof (керуючий символ з кодом #26). Загальна структура логічного файлу представлена на рис. 1:
|
елемент_1 |
елемент_2 |
. . . |
елемент_n |
Eof |
Рис. 1. Структура файлу даних
Якщо логічний файл не містить жодної компоненти, то він вважається порожнім.
Формується файл даних послідовним додаванням нових елементів в його кінець (спочатку - в кінець порожнього файла). Такий принцип створення файлів обумовлюється специфікою фізичної реалізації зовнішніх пристроїв, яка визначає тільки послідовний доступ1 до інформації, що знаходиться на таких пристроях.
Доступ до компонент файлу здійснюється за допомогою так званого файлового покажчика (file pointer) - спеціальної змінної, яка неявно зв'язується з кожним файлом. На початку роботи з файлом файловий покажчик автоматично встановлюється на початок файлу (елемент з фізичном номером 0). При обробці компонент файлу він послідовно переміщується до потрібного елемента і робить його доступним для обробки. При позиціонуванні файлового покажчика фізичний номер елемента файла, на який вказує такий покажчик, завжди на 1 менший за логічний.
Оскільки компоненти файла належать до одного типу, то його структура нагадує структуру масиву. Однак між цими структурами даних існують суттєві розбіжності, зокрема:
кількість елементів масиву визначається при його оголошенні, тоді як кількість компонет логічного файла – в процесі роботи програми;
розмір масиву, на відміну від розміру файла, не може змінюватися під час роботи з ним;
для доступу до елементів масиву застосовують індексацію, а для доступу до компонент файла — покажчик на поточний компонент;
компоненти файла можуть належати до будь-якого типу даних, окрім файлового; тип елементів масиву у загальному випадку може бути і файловим;
Окрім того, масив міститься в оперативній пам’яті і знищується після завершення роботи програми; файл же може зберігати свої значення на зовнішніх носіях інформації для подальшого використання.
Файловий тип – це тип даних, множина допустимих значень якого складається з усіх файлів, які мають один і той же базовий тип. Кардинальне число файлового типу даних нескінченне.
Хоча логічний файл і є ускладненою структурою, оскільки його кардинальне число не обмежене, однак він так широко і часто використовується, що його, як правило, відносять до фундаментальних структур даних.
Файл даних може бути створений як у режимі редагування, так і програмно (у результаті роботи програми).
Слід зазначити, що файли даних призначені тільки для зберігання інформації. Обробка ж цієї інформації здійснюється програмами. Використання файлів даних є доцільним у випадках:
довготривалого зберігання даних;
доступу різних програм до одних і тих же даних;
обробки великих масивів даних, які неможливо цілком розмістити в оперативній пам'яті комп'ютера.