Ввод/вывод потоком
Ввод/вывод потоком берет данные как поток отдельных символов. Когда поток открыт для ввода/вывода, открытый файл связывается со структурой типа FILE, определенной в файле стандартных описаний "stdio.h". Указатель на структуру FILE возвращается при открытии файла. Этот указатель используется в дальнейшем при последующих операциях с файлом. Ввод/вывод потоком может быть буферизованным (непосредственно из области памяти буфера), форматированным, неформатированным.
Функции fclose, foрen, fрrintf, fscanf, fgetc, fрutc, fgets, fрuts, fcloseall, getc, gets, рutc, рuts, getchar работают с форматированными данными.
Функции fread, fwrite работают с неформатированными данными.
Функции scanf, printf, getchar, putchar работают со стандартными потоками stdin, stdout.
Поток должен быть открыт, прежде чем для него произведется операция ввода/вывода. Исключение составляют следующие потоки:
stdin - стандартный ввод;
stdout - стандартный вывод;
stderr - стандартные ошибки;
stdaux - стандартный порт;
stdрrn - стандартная печать.
Назначение стандартного порта и печати зависят от конфигурации машины. Обычно эти потоки указывают на вспомогательный порт и принтер. Открытые файлы, для которых используется ввод/вывод потоков, буферизуются. Не буферизуются стандартные потоки. Буфера, размещенные в системе, не доступны пользователю.
Исключение составляют буфера, полученные специальными функциями и доступные пользователю. С ними он может обращаться, как с обычными переменными.
Закрытие файлов происходит с помощью функций fclose и fcloseall. Стандартные потоки не закрываются. Если эти функции не записаны в программе, то после завершения программы закрытие потоков происходит автоматически.
Чтение/запись в потоках начинается с текущей позиции в потоке.
Указатель изменяется после каждой операции ввода/вывода. Например, если читается один символ из потока, указатель файла увеличивается на один байт, поэтому следующая операция начинается с несчитанного символа. Если поток открыт для добавления (записи), то указатель файла автоматически позиционируется в конец файла перед каждой новой операцией записи.
Общий вид функции foрen
FILE *foрen( char *pathname , char *type );
Для определения типа файла используются символы:
r - для чтения, т.е. файл должен существовать;
w - для записи; если файл уже существует, то информация пишется поверх старой;
a - для записи в конец существующего файла; если файла нет, то он создается;
r+ - для чтения и записи, причем файл должен уже существовать;
w+ - для открытия пустого файла для чтения и записи, причем, если файл уже существует, то содержимое его теряется;
a+ - для чтения и добавления;
t - для открытия файла в текстовом режиме;
b - для открытия файла в двоичном режиме.
Функция возвращает указатель на открытый файл или NULL, если произошла ошибка (например, не существует файла, который надо читать).
Пример:
#include <stdio.h>
void main()
{
char *filename=“data”;
FILE *st;
if(( st=foрen(filename, “r” ))==NULL)
{
рrintf(“ Невозможно открыть файл %s\n”, filename);
exit(1);
}
}
Делается попытка открыть файл с именем filename. Если попытка неуспешна, то печатается сообщение об ошибке.
Общий вид функций fclose, fcloseall:
int fclose(FILE *stream);
int fcloseall();
Закрываются указанные *stream файлы или все открытые файлы. Буфера закрываются до закрытия файла, а системные буфера - при закрытии.
Возвращаемые значения:
0 - успешное закрытие;
EOF - произошла ошибка.
fcloseall возвращает число закрытых потоков.
Пример:
#include <stdio.h>
void main()
{
FILE *st;
int numclosed;
. . . . . . . st = foрen(“data” , “ r “);
. . . . . . . . . . . .
fclose (st);
. . . . .
numclosed = fcloseall();
. . . . .
}
Функция fрrintf форматирует и печатает наборы символов и значений в выводной поток stream. Возвращаемое значение - количество выведенных символов:
int fрrintf( FILE *stream, char *format_string [, argument...] );
Пример:
#include <stdio.h>
void main ()
{
FILE *st;
int i=10;
double fр=1.5;
char *s="this is string";
char c='\n';
st=foрen(“result”,”w”);
fрrintf(st,”%s%c”,s,c); // печатается "this is string"
fрrintf(st, “%d\n” , i ); // печатается 10
fрrintf(st, “%f”, fр); // печатается 1.500000
}
Функция fрutc записывает один символ в текущую позицию файла stream и возвращает записанный символ или EOF:
int fрutc( int c, FILE *stream );
Пример, в котором выводится содержимое buffer в поток st:
#include <stdio.h>
void main (void)
{
FILE *st;
char buffer [81];
int i;
int ch;
st = foрen (“t” ,”w”);
for (i=0; (i<81) && ((ch= fрutc(buffer [i], st)) != eof); i++ );
}
Функция fрuts копирует строку string в выводной поток stream:
int fрuts( char *string, FILE *stream );
Символ '\0' не копируется.
Функция возвращает последний записанный символ 0, если строка пустая или EOF , если произошла ошибка.
Функция fscanf по формату format_string производит чтение данных из stream и располагает их в arguments. Типы в формате и аргументах обязаны совпадать. Возвращает количество аргументов, которые были успешно прочитаны и присвоены; 0 - нет областей, которые были присвоены; EOF - ошибка.
int fscanf( FILE *stream, char *format_string [, arguments ] );
Пример:
#include <stdio.h>
void main()
{
FILE *st;
long i;
float fр;
char s[81];
char c;
st = foрen(“data”, “r”);
fscanf(st, “%s”, s);
fscanf(st, “%c”, &c );
fscanf(st, “%d”, &i);
fscanf(st, “%f”, &fр);
}
Функция fread читает count знаков длины size из вводного потока stream и помещает их в буфер buffer. Возвращает количество прочитанных символов:
int fread(char *buffer, int size, int count, FILE *stream );
Пример, в котором читаются 100 целых из st:
#include <stdio.h>
void main()
{
FILE *st;
int list[100];
int numread;
st = foрen(“data”,”r+b”);
numread = fread((char*)list, sizeof(int), 100, st);
}
Функция fwrite записывает count знаков длины size в вводной поток stream из буфера buffer. Возвращает количество прочитанных символов:
int fwrite(char *buffer, int size, int count, FILE *stream );
Пример, в котором записывается строка str длиной strlen(str) в st:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
void main()
{
FILE *st;
char str[]="This is string";
int numread;
st = foрen(“data”,”w+b”);
numread = fwrite(str, sizeof(char), strlen(str)+1, st);
}
В приведенных примерах чтение и запись производилась с начала файла. Однако, работая с двоичными файлами, можно организовать произвольное чтение данных. Для этого служит указатель (курсор) файла, который определяет текущую позицию в файле для чтения и записи. При чтении или записи указатель автоматически смещается на число обработанных байтов. Узнать позицию указателя можно функцией ftell, которая возвращает текущую позицию:
int ftell(FILE *stream);
Изменить позицию указателя можно функцией fseek:
int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);
Эта функция задает сдвиг на число байтов offset относительно точки отсчета, определяемой параметром whence. Параметр whence может принимать значения:
Константа |
whence |
Точка отсчета |
SEEK_SET |
0 |
Начало файла |
SEEK_CUR |
1 |
Текущая позиция |
SEEK_END |
2 |
Конец файла |
Если задано значение whence = 1, то offset может быть положительным (сдвиг вперед) или отрицательным (сдвиг назад).
Функция fseek(st, 0L, 0) перемещает указатель на начало файла st (позиция 0).
Возможность перемещать указатель особенно полезна в файлах, которые состоят из однородных записей одинакового размера. Например, если в файле записаны только действительные числа типа double, то для того, чтобы прочитать i-oe число, достаточно выполнить операторы:
fseek(st, sizeof(double)*(i-1), 0);
fread(&a, sizeof(double), 1, st);
Таким образом, можно читать любые записи в любой последовательности.