Н.В. Вдовикина, И.В. Машечкин, А.Н. Терехин, В.В. Тюляева - Программирование в ОС UNIX на языке Си, страница 9

Библиотечные функции для работы с файламиОткрытие и закрытие файлаСтандартная библиотека Си предоставляет программисту широкие возможности по работе с произвольными файлами. Любойфайл предварительно должен быть открыт. Для этого используетсяфункция fopen:#include <stdio.h>FILE* fopen(char* name, char* mode);Функция получает в качестве аргументов имя файла (name) ирежим доступа (mode), а возвращает файловый указатель, используемый в дальнейшем для работы с файлом. Функция возвращаетнулевой указатель, если файл не может быть открыт по каким либопричинам.Файловый указатель ссылается на структуру типа FILE, содержащую следующую информацию о файле:typedef struct {int cnt;/*char *ptr; /*char *base; /*int flag;/*int fd;/*} FILE;количество оставшихся литер */позиция следующей литеры */адрес буфера */режим доступа */дескриптор файла */При запуске Си-программы операционная система всегда открывает три стандартных потока: входной (ему соответствует константа stdin, имеющая тип FILE*), выходной (stdout) и файл ошибок (stderr).

Обычно stdin соотнесен с клавиатурой, stdout иstderr с экраном.При открытии файла режим доступа может принимать следующие значения:“r”- файл открывается только для чтения;“w”- файл создается только для записи, при этом, если он ужесуществовал, его содержимое теряется;“a”- файл создается или открывается для записи в конец файла;“r+”- файл открывается для чтения и для записи;“w+” - файл создается для чтения и для записи, при этом, если онуже существовал, его содержимое теряется;“a+”- файл создается или открывается для чтения и для записи вконец файлаПосле окончания работы файл должен быть закрыт с помощьюфункции:#include <stdio.h>int fclose(FILE* f);54При этом освобождаются все буфера. Если программа завершается нормально, все открытые файлы автоматически закрываютсясистемой.

Важно понимать, что количество одновременно открытыхфайлов в системе ограничено, поэтому программа, интенсивно открывающая файлы, должна позаботиться об их своевременном закрытии.Для файлов, открытых в режиме с возможностью записи, определена также специальная функция сброса буферов вывода:#include <stdio.h>int fflush(FILE *f);При обращении к ней происходит дозапись на диск всех оставшихся в буфере вывода, но еще не записанных на диск данных.Для файлов, используемых в режиме и чтения, и записи, обращениек этой функции необходимо после каждой операцией записи, за которой следует операция чтения.Чтение и запись символьных данныхНабор функций, используемых для ввода/вывода символьныхданных, в большой степени аналогичен функциям для работы состандартными потоками ввода/вывода. Например, форматированныйввод осуществляется функцией:#include <stdio.h>int fscanf(FILE *f,const char *format, .

. .);которая читает текстовые данные из файла f, преобразовываетих в соответствии со спецификаторами, содержащимися в форматной строке, и присваивает по порядку аргументам, каждый из которых должен быть представлен указателем. Обратные действия производит функция форматированного вывода:#include <stdio.h>int fprintf(FILE *f,const char *format, . . .),которая преобразует аргументы в текстовый вид в соответствии сформатной строкой (format) и пишет в выходной файл f.Для чтения/записи отдельных символов также имеются функции, работающие с файлами:#include <stdio.h>int fgetc(FILE *f);int fputc(int c, FILE *f);которые аналогичны по семантике функциям getchar() иputchar(), работающим со стандартными потоками ввода/вывода:#include <stdio.h>int getchar();int putchar(int c);55Обе функции fgetc() и getchar() возвращают считанный символ, а если при чтении был достигнут конец файла, то возвращаетсяспециальная константа EOF.

Ее значение (как правило, оно равно -1)таково, что оно заведомо не совпадает ни с одним кодом символа вкакой бы то ни было таблице кодировки. Поскольку представление 1 в типе данных unsigned char совпадает с максимально возможным для этого типа положительным значением, возвращаемое значение этих функций имеет тип int, а не char.Особо следует рассмотреть библиотечные функции для чтенияи записи текстовых строк. В семантике таких функций, работающихс файлами, есть существенные отличия от их аналогов, работающихсо стандартными потоками:работа с stdin/stdoutработа с файламиchar * gets(char * s);char * fgets(char *s, intсо n, FILE *f);до • считывает не более n символов из• считывает строкустандартного вводафайла, прекращая чтение, еслисимвола ‘\n’ или до кондостигнут символ ‘\n’ или конецца файла и записывает еефайла, и записывает считанное в s;в s;• символ ‘\n’ при этом за- • символ ‘\n’, если он встретился,тоже помещается в строку s, котоменяется на ‘\0’;рая в любом случае дополняется• возвращает строку s илинулевым байтом;NULL (в случае ошибки• возвращает строку s или NULL (вили исчерпания файла)случае ошибки или исчерпанияфайла)ints);puts(char*intfputs(char*s,FILE*f);• помещает строку s в • помещает строку s в файл f, пристандартный поток выэтом символ ‘\n’ не добавляетсявода, добавляя в конце(сама строка тоже может не сосимвол ‘\n’;держать его);• возвращаетнеотрица- • возвращает неотрицательное целоелибо EOF в случае ошибки.тельное целое либо EOFв случае ошибки.Таким образом, использование функции gets() может повлечь неприятные последствия, если буфер, выделенный под чтениестроки, окажется недостаточного размера.

Функция fgets() лишенаэтого недостатка, т.к. учитывает максимальный размер переданногоей буфера. Но при этом она может прочитать строку из файла не целиком, если последняя не поместилась в буфер. Распознать эту си56туацию программист может по отсутствию в конце считанной строки символа ‘\n’.Примечание. Внутреннее представление строк, принятое в Си,предполагает, что массив символов, образующих строку, оканчивается нулевым байтом – символом ‘\0’. В то же время, строка в текстовом файле заканчивается символом перевода строки –‘\n’ и несодержит нулевого байта.Например:FILE *fp;if((fp=fopen(“a.a”,”w”))!=NULL)fputs(“str”,fp);В данном фрагменте создается файл “a.a” и в него записывается строка “str”.

Следует заметить, что функция fputs пишет в файлсимволы строки до нулевого байта. Строка может и не содержатьсимвола ‘\n’, и тогда следующий fputs “приклеит” записываемуюстроку к предыдущей. Например, после fputs(“ing\n”,fp) в файле будет записана строка “string” с ‘\n’ на конце.Задача 1. Переписать начальные строки (не более 10-ти) изтекстового файла “aaa” в конец файла “bbb”. Длина строки не превышает 80 символов (включая ‘\n’).main(){ FILE *f1,*f2;char s[81];int i=0;if((f1=fopen(“aaa”,”r”))==NULL) exit(1);if((f2=fopen(“bbb”,”a”))==NULL) exit(1);while(fgets(s,81,f1)!=NULL && i<10) {i++;fputs(s,f2);}fclose(f1); fclose(f2);}Следует помнить, что функция fgets() читает не более n-1литер в массив s, прекращая чтение, если встретился ‘\n’, которыйвключается в массив.

В любом случае массив дополняется нулевымбайтом. Если в решении задачи 1 заменить второй параметр при вызове функции fgets() на 80, то строки будут переписываться безискажения, но их количество может оказаться меньше десяти, если висходном файле окажутся строки максимальной длины.Примечание. Использование функцииint feof(FILE *f);имеет некоторые особенности. Если при чтении из файлового потокаf достигнут конец файла, то возвращается ненулевое значение, в57противном случае возвращается ноль.

При этом, если не предпринималась попытка прочитать информацию за концом файла, то функция feof не будет сигнализировать о том, что достигнут конецфайла.Например, чтобы скопировать содержимое одного файла в другой,можно было бы произвести следующие действия:FILE f1,f2;char str[80];. . .while(!feof(f1)) {fgets(str,80,f1);fputs(str,f2);}Но тогда последняя строка исходного файла может быть переписана дважды.Чтение и запись бинарных данныхВ стандартной библиотеке предусмотрены также функции такназываемого прямого ввода/вывода, предназначенные для чтения/записи несимвольных данных.Функция:size_t fread(void *p,size_t size,size_t nobj,FILE *f);читает из входного потока в массив p nobj объектов размеромsize безо всякого преобразования.

Она возвращает количество про-читанных объектов или ноль, если исчерпан файл.Обратная ей функция:size_t fwrite(void *p,size_t size,size_t nobj,FILE *f)пишет в выходной поток из массива p nobj объектов размером size в непреобразованном виде. Возвращает количество записанных объектов, которое в случае ошибки меньше nobj.Задача 2. В непустом файле с именем “sss” в непреобразованном(бинарном) виде записаны вещественные числа (double). Поменять местами первое максимальное число с последним минимальным.main(){ FILE *f;double max,min,a;long max_p,min_p;if((f=fopen(“sss”,”r+”))==NULL) exit(1);fread(&a,sizeof(double),1,f);max=min=a;max_p=min_p=0;while (fread(&a,sizeof(double),1,f)) {58if(a>max){max=a;max_p=ftell(f)-sizeof(double);}if(a<=min){min=a;min_p= ftell(f)-sizeof(double);}}fseek(f,min_p,SEEK_SET);fwrite(&max,sizeof(double),1,f);fseek(f,max_p,SEEK_SET);fwrite(&min,sizeof(double),1,f);fclose(f);}Позиционирование внутри файлаДля того, чтобы узнать текущую позицию в файле, используется функция:#include <stdio.h>long ftell (FILE *f);Она возвращает текущее смещение в файле относительно егоначала (в байтах).Изменить его можно при помощи функции:#include <stdio.h>int fseek (FILE *f, long offset, int from);Первый ее параметр задает файл, второй – требуемое значениесмещения внутри файла (оно может быть как положительным, так иотрицательным), а третий параметр представляет собой одну из трехконстант, указывающих, откуда отсчитывается это новое смещение:SEEK_CUR – значение offset прибавляется (с учетом знака) ктекущему смещению файла;SEEK_SET – смещение offset отсчитывается относительноначала файла;SEEK_END – смещение offset отсчитывается относительноконца файла.Для текстового файла допустимым значением параметра fromявляется только SEEK_SET, а параметр offset должен быть либо нулем, либо значением, полученным ранее с помощью ftell().В случае, если новое смещение выходит за начало файла,функция вернет -1 (при этом текущая позиция в файле не изменится), а если новая позиция в файле должна оказаться за концом файла,то поведение функции зависит от режима открытия файла: для фай-59лов, открытых только по чтению, такая ситуация ошибочна, а дляфайлов, открытых с возможностью записи – нет.При работе с однородными бинарными файлами часто возникает задача определения количества объектов, записанных в файл.Например, пусть в бинарном файле записаны числа типа longdouble.Для определения количества этих чисел достаточно поставитьуказатель на конец файла:FILE *f;long pos,n;.