Nivelul inferior de prelucrare a fişierelor

Transcription

1 INTRĂRI ŞI IEŞIRI Operaţiile de I/E în limbajul C se realizează prin intermediul unor funcţii din biblioteca standard a limbajului. Majoritatea operaţiilor de I/E se realizează în ipoteza că datele sunt organizate în fişiere. Prin fişier întelegem o colecţie ordonată de elemente, numite înregistrări, care sunt păstrate pe diferite suporturi externe. Cele mai utilizate suporturi pentru fişiere sunt cele magnetice (discuri, benzi magnetice); ele se numesc suporturi reutilizabile deoarece zona utilizată pentru a păstra înregistrările unui fişier poate fi ulterior reutilizată pentru a păstra înregistrările altui fişier. Datele introduse de la tastatura unui terminal, se consideră că formează un fişier de intrare. Înregistrarea în acest caz, de obicei este formată din datele tastate la terminal pe un rând, deci caracterul de rând nou (newline) este terminator de înregistrare. Analog, datele care se afişează pe terminal formează un fişier de ieşire. Înregistrarea, şi în acest caz, poate fi formată din caracterele unui rând. Datele care se scriu la imprimantă formează şi ele un fişier de ieşire. Un rând scris la imprimantă este o înregistrare. Un fişier are o înregistrare care marchează sfârşitul de fişier. În cazul fişierului de intrare de la tastatură sfârşitul de fişier se generează prin secvenţa: <Ctrl> Z De obicei, prin intrare standard se întelege tastatura terminalului de la care s-a lansat programul şi ieşirea standard este ecranul aceluiaşi terminal. Limbajul C permite operarea cu fişiere: de tip text ; un astfel de fişier este o succesiune de linii, separate prin Newline ( \n ) şi de tip binar ; un astfel de fişier conţine o succesiune de octeţi, fără nici o structură

2 Prelucrarea unui fişier presupune asocierea acestuia cu un canal de I/E (numit flux sau stream). Există două canale predefinite, care se deschid automat la lansarea unui program: stdin fişier de intrare, text, intrarea standard (tastatura) stdout fişier de ieşire, text, ieşirea standard (ecranul) Prelucrarea fişierelor implică operaţii specifice: deschiderea (orice fişier înainte de a fi prelucrat, trebuie deschis); închiderea (terminarea prelucrării unui fişier); crearea unui fişier, citirea (consultarea) înregistrărilor unui fişier, actualizarea unui fişier, adăugarea de înregistrări într-un fişier, poziţionarea într-un fişier, ştergerea unui fişier. Toate aceste operaţii pot fi realizate prin funcţii standard existente în biblioteca limbajului C. Tratarea fişierelor se poate face la două niveluri: - primul nivel face apel direct la SO, acesta este nivelul inferior de prelucrare a fişierelor, iar -al doilea nivel se realizează prin intermediul unor proceduri specializate de prelucrare a fişierelor care utilizează structuri speciale de tip FILE (fişier). Acesta este nivelul superior de prelucrare a fişierelor. Până acum am utilizat funcţii pentru prelucrarea la nivel superior a fişierelor standard de intrări /ieşiri la terminalul de la care s-a lansat programul. De exemplu, pentru a citi un şir de caractere (o înregistrare) am folosit funcţia gets, pentru a afişa o

3 înregistrare am folosit funcţia puts, iar pentru conversii din format intern în cel extern şi invers, am utilizat funcţiile scanf şi printf. Nivelul inferior de prelucrare a fişierelor Înainte de a face orice prelucrare asupra unui fişier, acesta trebuie deschis. Deschiderea unui fişier se realizează cu ajutorul funcţiei open. La revenirea din funcţie se returnează descriptorul de fişier, care este un număr întreg pozitiv. El identifică în continuare fişierul respectiv în toate operaţiile realizate asupra lui. Funcţia open are prototipul: int open (const char * cale, int acces); unde cale este un pointer spre un şir de caractere care defineşte calea spre fişierul care se deschide şi acces este o variabilă de tip întreg care poate avea una din următoarele valori: O_RDONLY ne arătă că fişierul se deschide numai în citire (read only); O_WRONLY indică faptul că fişierul se deschide numai în scriere (write only); O_RDWR determină deschidea fişierului în citire/scriere; O_APPEND determină deschiderea fişierului pentru adăugarea de înregistrări la sfârşitul lui; O_BINARY ne indică faptul că fişierul se prelucrează binar; O_TEXT arată că fişierul se prelucrează pe caractere, adică este de tip text. Aceste valori se pot combina cu ajutorul operatorului sau logic pe biţi ( ) De exemplu, O_RDWR O_BINARY va indica faptul că fişierul este deschis în citire/scrierea binară. În modul implicit se consideră că un fişier este de tip text, deci O_TEXT se poate

4 omite. Utilizarea funcţiei open în programe implică includerea fişierelor io.h şi fcntl.h: #include <io.h> #include <fcntl.h> Argumentul cale al funcţiei open trebuie să respecte convenţiile SO: MS DOS şi anume: numefişier.extensie dacă fişierul se află în directorul curent sau litera:\nume_1\nume_2\...\nume_k unde litera defineşte discul (A, B, C, D,...), iar nume_i reprezintă numele subdirectoarelor spre fişierul de lucru. Observaţii: Deoarece calea se include între ghilimele, caracterul \ se dublează. Dacă unul din parametrii este eronat, deschiderea eşuează; în acest caz funcţia open returnează valoarea -1. Apelul funcţiei open se realizează astfel: df = open (lista_par); unde df este o variabilă de tip întreg, numită descriptorul de fişier. Exemple: 1. char nume[] = fis1.dat ; int df; df = open (nume, O_RDONLY) 2. int d; d = open ( C:\\User\\Test.CPP, O_RDWR); Şirul de caractere ce reprezintă calea se păstrează într-o zonă de memorie specială rezervată şirurilor de caractere. Adresa de început a acestei zone de memorie se atribuie primului parametru al funcţiei open în momentul apelului. 3. int x;

5 x= open ( c:\\text\\text.h, O_APPEND); 4. int c; c = open ( exemplu.c, O_WRONLY); În acest caz, în directorul curent trebuie să existe fişierul exemplu.c; prin deschiderea lui numai în scriere, acesta se crează din nou, vechiul conţinut al fişierului se pierde. Pentru crearea unui fişier nou, se utilizează funcţia creat în locul funcţiei open. Acesta are prototipul: int creat (const char * calea, int mod); unde calea este un pointer spre un şir de caractere care defineşte calea spre fişierul care se deschide în creare, iar mod reprezintă un întreg care poate fi definit folosind următoarele constante simbolice: S_IREAD în acest caz, proprietarul poate citi fişierul; S_IWRITE în acest caz, proprietarul poate scrie în fişier; S_IEXE în acest caz, proprietarul poate executa programul conţinut în fişierul respectiv Aceşti indicatori pot fi combinaţi folosind operatorul sau logic pe biţi ( ) De exemplu, S_IREAD S_IWRITE Funcţia creat returnează descriptorul de fişier sau -1 în caz de eroare. Utilizarea funcţiei creat implică următoarele includeri de fişiere standard: #include <io.h> #include <stat.h> În cazul în care funcţia creat se foloseşte pentru a deschide un fişier existent, atunci acesta se va şterge, urmând ca în locul lui să se creeze fişierul nou. Fişierul de intrare/ieşire standard se deschide automat la lansarea programului în execuţie (deci ele nu trebuie deschise prin program de către programator). Descriptorul de fişier reprezentat de intrarea standard are valoarea zero (0), iar cel

6 reprezentat de ieşirea standard are valoarea unu (1) În plus, există o ieşire standard destinată afişării erorilor, care are ataşat un fişier cu descriptorul de fişier egal de doi (2). Nici acest fişier nu trebuie deschis de programator. O altă operaţie asupra unui fişier este operaţia de citire a informaţiilor dintr-un fişier. Citirea dintr-un fişier se realizează cu ajutorul funcţiei read, aceasta va returna numărul de octeţi citiţi din fişier sau -1 în caz de eroare. Prototipul funcţiei de citire este: int read (int df, void * zona, unsigned lung); unde df este descriptorul de fişier returnat de funcţia open la deschiderea fişierului respectiv; zona este un pointer spre zona de memorie în care se păstrează înregistrarea citită din fişier şi lung reprezintă lungimea în octeţi a înregistrării citite. La fiecare apel al funcţiei read, se citeşte înregistrarea curentă. La un apel al funcţiei read se citesc cel mult lung octeţi. La întâlnirea sfârşitului de fişier funcţia read returnează zero. Dacă lung = 1, atunci la apelul funcţiei read se citeşte un singur octet din fişier (acest lucru nu este avantajos); o valoare utilizată frecvent pentru lung este 512. Funcţia read poate fi folosită pentru a citi caracterele de la intrarea standard. Astfel, descriptorul de fişier are valoarea 0 la apelul funcţiei read. Utilizarea funcţiei read implică includerea fişierului io.h Scrierea într-un fişier se realizează cu ajutorul funcţiei write. Pentru a putea scrie într-un fişier, acesta trebuie să fie în prealabil deschis cu funcţia open sau creat. Funcţia write este asemănătoare cu funcţia read, diferenţa constă în modul de transfer al datelor, adică din zona de memorie spre care pointează cel de-al doilea parametru al ei, în fişier. Funcţia write returează numărul de octeţi scrişi în fişier,

7 adică o valoare care coincide cu valoarea celui de-al treilea parametru al ei. Dacă funcţia returnează o altă valoare decât valoarea celui de-al treilea parametru din apel, înseamnă că scrierea a fost eronată. Prototipul funcţiei write este: int write (int df, void * zona, unsigned lung); Funcţia write poate fi folosită pentru a scrie la cele două ieşiri standard, folosind descriptorii de fişier de valoare 1 sau 2. Operaţiile de I/E se execută secvenţial. Înregistrarile se scriu una după alta pe suportul fişierului, iar la citire, se citesc în aceeiaşi ordine în care au fost scrise la crearea fişierului, acest mod de acces la datele unui fişier poartă numele de acces secvenţial. Problema care se ridică acum este modalitatea de poziţionare într-un fişier, pentru a avea acces la o anumită înregistrare. Pentru fişierele care se prelucrează la nivel inferior există posibilitatea poziţionării aleatoare pe suporturile de tip disc magnetic, folosind funcţia lseek; aceasta are prototipul long lseek (int df, long deplasament, int origine); unde df este descriptorul de fişier, deplasament este numărul de octeţi peste care se va deplasa capul de citire-scriere al discului, iar origine are una din valorile: SEEK_SET = 0 ceea ce înseamnă că deplasamentul se consideră de la începutul fişierului SEEK_CUR = 1 înseamnă că deplasamentul se consideră din poziţia curentă a capului de citire/scriere SEEK_END = 2 arată că deplasamentul se consideră de la sfârşitul fişierului. Funcţia returnează poziţia capului de citire-scriere în număr de octeţi, faţă de începutul fişierului. În caz de eroare, se returnează -1L. Utilizarea funcţiei lseek implică includerea fişierului io.h în programul corespunzător. După terminarea tuturor operaţiilor asupra unui fişier acesta trebuie închis.

8 Închiderea unui fişier se realizează prin funcţia close. Închiderea unui fişier se realizează automat dacă programul se termină prin apelul funcţiei exit. Fişierele corespunzătoare intrărilor şi ieşirilor standard nu se închid de către programator. Funcţia close are prototipul: int close (int df); unde df este descriptorul de fişier ce identifică fişierul care se închide. La o închidere normală a fişierului, funcţia returnează 0, în caz de eroare ea va returna -1. Utilizarea funcţiei close implică includerea fişierului io.h. Exemplu de utilizare a funcţiilor prezentate: Să se scrie un program care citeşte un şir de numere de la intrarea standard şi creează două fişiere: fis1.dat şi fis2.dat, primul conţine numerele de ordin impar citite, iar cel deal doilea conţine numerele de ordin par citite. Să se afişeze conţinutul fişierelor astfel create. #include <stdio.h> #include <conio.h> #include <stdlib.h> #include <fcntl.h> #include <io.h> #include <sys\stat.h> int main() union unr float nr; char tnr[sizeof(float)]; ; union unr nrcit;

9 int df1,df2; int i,j; /* se deschid fisierele fis1.dat si fis2.dat in creare cu acces in citire-scriere */ if((df1=creat("fis1.dat",s_iwrite S_IREAD))==-1) printf("nu se poate deschide fisierul fis1.dat in creare \n"); if((df2=creat("fis2.dat",s_iwrite S_IREAD))==-1) printf("nu se poate deschide fisierul fis2.dat in creare \n"); /* se citeste sirul de numere si se depune in fisiere */ j=1; printf("tastati nr. separarte prin caractere albe \n"); while((scanf("%f",&nrcit.nr))==1) if(j&1) if(write(df1,nrcit.tnr,sizeof(float))!=sizeof(float)) printf("eroare la crearea fisierului fis1.dat \n"); else /* j este par */ if(write(df2,nrcit.tnr,sizeof(float))!=sizeof(float))

10 printf("eroare la crearea fisierului fis2.dat \n"); j++; /* s-a terminat crearea, se inchid fisierele */ if(close(df1)<0) printf("eroare la inchiderea fisierului fis1.dat \n"); if(close(df2)<0) printf("eroare la inchiderea fisierului fis2.dat \n"); /* se deschide fis1.dat si se afiseaza continutul */ if((df1=open("fis1.dat",o_rdonly))==-1) printf("nu se poate deschide fisierul fis1.dat \n"); while((i=read(df1,nrcit.tnr,sizeof(float)))>0) printf("%g\t",nrcit.nr); if(i<0) printf("eroare la citirea fisierului \n");

11 close(df1); printf("\n"); getch(); /* la fel pentru fis2.dat */ if((df2=open("fis2.dat",o_rdonly))==-1) printf("nu se poate deschide fisierul fis2.dat \n"); while((i=read(df2,nrcit.tnr,sizeof(float)))>0) printf("%g\t",nrcit.nr); if(i<0) printf("eroare la citirea fisierului \n"); close(df2); printf("\n"); return 0;