Функция fopen() открывает для использования поток, связывает файл с данным потоком и затем возвращает указатель FILE на данный поток. Чаще всего файл рас­сматривается как дисковый файл. Функция fopen() имеет следующий прототип:

FILE *fopen(const char *имя_файла, const char *режим);

Где режим указывает на строку, содержащую желаемый режим открытия файла. Допустимые зна­чения для режим в Borland С++ показаны в таблице. имя_файла должно быть строкой симво­лов, предоставляющей корректное имя файла операционной системе, и может содержать указа­ние пути.

Функция fopen() возвращает указатель базового типа FILE. Данный указатель идентифицирует файл и используется большинством функций файловой системы. Его никогда не следует изменять самостоятельно. Функция возвращает нулевой указатель, если файл не может быть открыт.

Как показывает таблица, файл может быть открыт или в текстовом, или в двоичном режи­ме. В текстовом режиме при вводе последовательность возврат каретки и перевод строки трансли­руется в символ новой строки. При выводе справедливо обратное: символ новой строки трансли­руется в возврат каретки и перевод строки. В двоичных файлах такого перевода не происходит. Когда в аргументе режима не указаны ни t, ни b, то статус файла текстовый/двоичный определя­ется значением глобальной переменной _fmode, определенной в Borland С++. По умолчанию fmode установлена в О_ТЕХТ, то есть устанавливается текстовый режим. Если установить _fmode в О_BINARY, то файлы будут открываться в двоичном режиме. (Эти макросы определены в fcntl.h.) Естественно, использование явно указанных t или b устраняет эффекты, связанные с переменной _fmode. Кроме этого, _fmode характерна только для продуктов Borland. Она не определена в системе ввода/вывода ANSI С.

Если необходимо открыть файл с именем test на запись, то следует написать:

Fp = fopen ("test", "w") ;

Где fp - это переменная типа FILE *. Тем не менее обычно можно увидеть следующее:

If((fp = fopen("test", "w"))==NULL) {
puts ("Cannot open file.");
exit (1);
}

Данный метод позволяет обнаружить ошибки при открытии файла, например, наличие защиты от записи или отсутствие свободного места на диске.

Если fopen() используется для открытия файла на запись, то любой ранее существующий файл с указанным именем будет удален. Если файла с указанным именем не существует, то он будет создан.

Если необходимо дописать информацию в конец файла, следует использовать режим а (добавления). Если файл не существует, то он будет создан.

Открытие файла на чтение требует наличия файла. Если файл не существует, то будет возвращена ошибка. Если файл открыт для операции чтения/записи, то он не удаляется при наличии, а если файл не существует, то он создается.

До этого при вводе-выводе данных мы работали со стандартными потоками - клавиатурой и монитором. Теперь рассмотрим, как в языке C реализовано получение данных из файлов и запись их туда. Перед тем как выполнять эти операции, надо открыть файл и получить доступ к нему.

В языке программирования C указатель на файл имеет тип FILE и его объявление выглядит так:
FILE *myfile;

С другой стороны, функция fopen() открывает файл по указанному в качестве первого аргумента адресу в режиме чтения ("r"), записи ("w") или добавления ("a") и возвращает в программу указатель на него. Поэтому процесс открытия файла и подключения его к программе выглядит примерно так:
myfile = fopen ("hello.txt", "r");

При чтении или записи данных в файл обращение к нему осуществляется посредством файлового указателя (в данном случае, myfile).

Если в силу тех или иных причин (нет файла по указанному адресу, запрещен доступ к нему) функция fopen() не может открыть файл, то она возвращает NULL. В реальных программах почти всегда обрабатывают ошибку открытия файла в ветке if , мы же далее опустим это.

Объявление функции fopen() содержится в заголовочном файле stdio.h, поэтому требуется его подключение. Также в stdio.h объявлен тип-структура FILE.

После того, как работа с файлом закончена, принято его закрывать, чтобы освободить буфер от данных и по другим причинам. Это особенно важно, если после работы с файлом программа продолжает выполняться. Разрыв связи между внешним файлом и указателем на него из программы выполняется с помощью функции fclose() . В качестве параметра ей передается указатель на файл:
fclose(myfile);

В программе может быть открыт не один файл. В таком случае каждый файл должен быть связан со своим файловым указателем. Однако если программа сначала работает с одним файлом, потом закрывает его, то указатель можно использовать для открытия второго файла.

Чтение из текстового файла и запись в него

fscanf()

Функция fscanf() аналогична по смыслу функции scanf() , но в отличии от нее осуществляет форматированный ввод из файла, а не стандартного потока ввода. Функция fscanf() принимает параметры: файловый указатель, строку формата, адреса областей памяти для записи данных:
fscanf (myfile, "%s%d", str, &a);

Возвращает количество удачно считанных данных или EOF. Пробелы, символы перехода на новую строку учитываются как разделители данных.

Допустим, у нас есть файл содержащий такое описание объектов:

Apples 10 23.4 bananas 5 25.0 bread 1 10.3

#include main () { FILE * file; struct food { char name[ 20 ] ; unsigned qty; float price; } ; struct food shop[ 10 ] ; char i= 0 ; file = fopen ("fscanf.txt" , "r" ) ; while (fscanf (file, "%s%u%f" , shop[ i] .name , & (shop[ i] .qty ) , & (shop[ i] .price ) ) != EOF) { printf ("%s %u %.2f\n " , shop[ i] .name , shop[ i] .qty , shop[ i] .price ) ; i++; } }

В данном случае объявляется структура и массив структур. Каждая строка из файла соответствует одному элементу массива; элемент массива представляет собой структуру, содержащую строковое и два числовых поля. За одну итерацию цикл считывает одну строку. Когда встречается конец файла fscanf() возвращает значение EOF и цикл завершается.

fgets()

Функция fgets() аналогична функции gets() и осуществляет построчный ввод из файла. Один вызов fgets() позволят прочитать одну строку. При этом можно прочитать не всю строку, а лишь ее часть от начала. Параметры fgets() выглядят таким образом:
fgets (массив_символов, количество_считываемых_символов, указатель_на_файл)

Например:
fgets (str, 50, myfile)

Такой вызов функции прочитает из файла, связанного с указателем myfile, одну строку текста полностью, если ее длина меньше 50 символов с учетом символа "\n", который функция также сохранит в массиве. Последним (50-ым) элементом массива str будет символ "\0", добавленный fgets() . Если строка окажется длиннее, то функция прочитает 49 символов и в конце запишет "\0". В таком случае "\n" в считанной строке содержаться не будет.

#include #define N 80 main () { FILE * file; char arr[ N] ; file = fopen ("fscanf.txt" , "r" ) ; while (fgets (arr, N, file) != NULL) printf ("%s" , arr) ; printf ("\n " ) ; fclose (file) ; }

В этой программе в отличие от предыдущей данные считываются строка за строкой в массив arr. Когда считывается следующая строка, предыдущая теряется. Функция fgets() возвращает NULL в случае, если не может прочитать следующую строку.

getc() или fgetc()

Функция getc() или fgetc() (работает и то и другое) позволяет получить из файла очередной один символ.

while ((arr[ i] = fgetc (file) ) != EOF) { if (arr[ i] == "\n " ) { arr[ i] = "\0 " ; printf ("%s\n " , arr) ; i = 0 ; } else i++; } arr[ i] = "\0 " ; printf ("%s\n " , arr) ;

Приведенный в качестве примера код выводит данные из файла на экран.

Запись в текстовый файл

Также как и ввод, вывод в файл может быть различным.

• Форматированный вывод. Функция fprintf (файловый_указатель, строка_формата, переменные) .
• Посточный вывод. Функция fputs (строка, файловый_указатель) .
• Посимвольный вывод. Функция fputc() или putc(символ, файловый_указатель) .

Ниже приводятся примеры кода, в которых используются три способа вывода данных в файл.

Запись в каждую строку файла полей одной структуры:

file = fopen ("fprintf.txt" , "w" ) ; while (scanf ("%s%u%f" , shop[ i] .name , & (shop[ i] .qty ) , & (shop[ i] .price ) ) != EOF) { fprintf (file, "%s %u %.2f\n " , shop[ i] .name , shop[ i] .qty , shop[ i] .price ) ; i++; }

Построчный вывод в файл (fputs() , в отличие от puts() сама не помещает в конце строки "\n"):

while (gets (arr) != NULL) { fputs (arr, file) ; fputs ("\n " , file) ; }

Пример посимвольного вывода:

while ((i = getchar () ) != EOF) putc (i, file) ;

Чтение из двоичного файла и запись в него

С файлом можно работать не как с последовательностью символов, а как с последовательностью байтов. В принципе, с нетекстовыми файлами работать по-другому не возможно. Однако так можно читать и писать и в текстовые файлы. Преимущество такого способа доступа к файлу заключается в скорости чтения-записи: за одно обращение можно считать/записать существенный блок информации.

При открытии файла для двоичного доступа, вторым параметром функции fopen() является строка "rb" или "wb".

Тема о работе с двоичными файлами достаточно сложная, для ее изучения требуется отдельный урок. Здесь будут отмечены только особенности функций чтения-записи в файл, который рассматривается как поток байтов.

Функции fread() и fwrite() принимают в качестве параметров:

1. адрес области памяти, куда данные записываются или откуда считываются,
2. размер одного данного какого-либо типа,
3. количество считываемых данных указанного размера,
4. файловый указатель.

Эти функции возвращают количество успешно прочитанных или записанных данных. Т.е. можно "заказать" считывание 50 элементов данных, а получить только 10. Ошибки при этом не возникнет.

Пример использования функций fread() и fwrite() :

#include #include main () { FILE * file; char shelf1[ 50 ] , shelf2[ 100 ] ; int n, m; file = fopen ("shelf1.txt" , "rb" ) ; n= fread (shelf1, sizeof (char ) , 50 , file) ; fclose (file) ; file = fopen ("shelf2.txt" , "rb" ) ; m= fread (shelf2, sizeof (char ) , 50 , file) ; fclose (file) ; shelf1[ n] = "\0 " ; shelf2[ m] = "\n " ; shelf2[ m+ 1 ] = "\0 " ; file = fopen ("shop.txt" , "wb" ) ; fwrite (strcat (shelf2, shelf1) , sizeof (char ) , n+ m, file) ; fclose (file) ; }

Здесь осуществляется попытка чтения из первого файла 50-ти символов. В n сохраняется количество реально считанных символов. Значение n может быть равно 50 или меньше. Данные помещаются в строку. То же самое происходит со вторым файлом. Далее первая строка присоединяется ко второй, и данные сбрасываются в третий файл.

Решение задач

1. Напишите программу, которая запрашивает у пользователя имя (адрес) текстового файла, далее открывает его и считает в нем количество символов и строк.
2. Напишите программу, которая записывает в файл данные, полученные из другого файла и так или иначе измененные перед записью. Каждая строка данных, полученная из файла, должна помещаться в структуру.

Последнее обновление: 31.10.2015

Класс FileStream представляет возможности по считыванию из файла и записи в файл. Он позволяет работать как с текстовыми файлами, так и с бинарными.

Рассмотрим наиболее важные его свойства и методы:

Свойство Length : возвращает длину потока в байтах

Свойство Position : возвращает текущую позицию в потоке

Метод Read : считывает данные из файла в массив байтов. Принимает три параметра: int Read(byte array, int offset, int count) и возвращает количество успешно считанных байтов. Здесь используются следующие параметры:

• array - массив байтов, куда будут помещены считываемые из файла данные

  offset представляет смещение в байтах в массиве array, в который считанные байты будут помещены

  count - максимальное число байтов, предназначенных для чтения. Если в файле находится меньшее количество байтов, то все они будут считаны.

Метод long Seek(long offset, SeekOrigin origin) : устанавливает позицию в потоке со смещением на количество байт, указанных в параметре offset.

Метод Write : записывает в файл данные из массива байтов. Принимает три параметра: Write(byte array, int offset, int count)

• array - массив байтов, откуда данные будут записываться в файла

  offset - смещение в байтах в массиве array, откуда начинается запись байтов в поток

  count - максимальное число байтов, предназначенных для записи

FileStream представляет доступ к файлам на уровне байтов, поэтому, например, если вам надо считать или записать одну или несколько строк в текстовый файл, то массив байтов надо преобразовать в строки, используя специальные методы. Поэтому для работы с текстовыми файлами применяются другие классы.

В то же время при работе с различными бинарными файлами, имеющими определенную структуру FileStream может быть очень даже полезен для извлечения определенных порций информации и ее обработки.

Посмотрим на примере считывания-записи в текстовый файл:

Console.WriteLine("Введите строку для записи в файл:"); string text = Console.ReadLine(); // запись в файл using (FileStream fstream = new FileStream(@"C:\SomeDir\noname\note.txt", FileMode.OpenOrCreate)) { // преобразуем строку в байты byte array = System.Text.Encoding.Default.GetBytes(text); // запись массива байтов в файл fstream.Write(array, 0, array.Length); Console.WriteLine("Текст записан в файл"); } // чтение из файла using (FileStream fstream = File.OpenRead(@"C:\SomeDir\noname\note.txt")) { // преобразуем строку в байты byte array = new byte; // считываем данные fstream.Read(array, 0, array.Length); // декодируем байты в строку string textFromFile = System.Text.Encoding.Default.GetString(array); Console.WriteLine("Текст из файла: {0}", textFromFile); } Console.ReadLine();

Разберем этот пример. И при чтении, и при записи используется оператор using . Не надо путать данный оператор с директивой using, которая подключает пространства имен в начале файла кода. Оператор using позволяет создавать объект в блоке кода, по завершению которого вызывается метод Dispose у этого объекта, и, таким образом, объект уничтожается. В данном случае в качестве такого объекта служит переменная fstream .

Объект fstream создается двумя разными способами: через конструктор и через один из статических методов класса File.

Здесь в конструктор передается два параметра: путь к файлу и перечисление FileMode . Данное перечисление указывает на режим доступа к файлу и может принимать следующие значения:

Append : если файл существует, то текст добавляется в конец файл. Если файла нет, то он создается. Файл открывается только для записи.

Create : создается новый файл. Если такой файл уже существует, то он перезаписывается

CreateNew : создается новый файл. Если такой файл уже существует, то он приложение выбрасывает ошибку

Open : открывает файл. Если файл не существует, выбрасывается исключение

OpenOrCreate : если файл существует, он открывается, если нет - создается новый

Truncate : если файл существует, то он перезаписывается. Файл открывается только для записи.

Статический метод OpenRead класса File открывает файл для чтения и возвращает объект FileStream.

Конструктор класса FileStream также имеет ряд перегруженных версий, позволяющий более точно настроить создаваемый объект. Все эти версии можно посмотреть на msdn.

И при записи, и при чтении применяется объект кодировки Encoding.Default из пространства имен System.Text . В данном случае мы используем два его метода: GetBytes для получения массива байтов из строки и GetString для получения строки из массива байтов.

В итоге введенная нами строка записывается в файл note.txt . По сути это бинарный файл (не текстовый), хотя если мы в него запишем только строку, то сможем посмотреть в удобочитаемом виде этот файл, открыв его в текстовом редакторе. Однако если мы в него запишем случайные байты, например:

Fstream.WriteByte(13); fstream.WriteByte(103);

То у нас могут возникнуть проблемы с его пониманием. Поэтому для работы непосредственно с текстовыми файлами предназначены отдельные классы - StreamReader и StreamWriter.

Произвольный доступ к файлам

Нередко бинарные файлы представляют определенную стрктуру. И, зная эту структуру, мы можем взять из файла нужную порцию информации или наоброт записать в определенном месте файла определенный набор байтов. Например, в wav-файлах непосредственно звуковые данные начинаются с 44 байта, а до 44 байта идут различные метаданные - количество каналов аудио, частота дискретизации и т.д.

С помощью метода Seek() мы можем управлять положением курсора потока, начиная с которого производится считывание или запись в файл. Этот метод принимает два параметра: offset (смещение) и позиция в файле. Позиция в файле описывается тремя значениями:

SeekOrigin.Begin : начало файла

SeekOrigin.End : конец файла

SeekOrigin.Current : текущая позиция в файле

Курсор потока, с которого начинается чтение или запись, смещается вперед на значение offset относительно позиции, указанной в качестве второго параметра. Смещение может отрицательным, тогда курсор сдвигается назад, если положительное - то вперед.

Рассмотрим на примере:

Using System.IO; using System.Text; class Program { static void Main(string args) { string text = "hello world"; // запись в файл using (FileStream fstream = new FileStream(@"D:\note.dat", FileMode.OpenOrCreate)) { // преобразуем строку в байты byte input = Encoding.Default.GetBytes(text); // запись массива байтов в файл fstream.Write(input, 0, input.Length); Console.WriteLine("Текст записан в файл"); // перемещаем указатель в конец файла, до конца файла- пять байт fstream.Seek(-5, SeekOrigin.End); // минус 5 символов с конца потока // считываем четыре символов с текущей позиции byte output = new byte; fstream.Read(output, 0, output.Length); // декодируем байты в строку string textFromFile = Encoding.Default.GetString(output); Console.WriteLine("Текст из файла: {0}", textFromFile); // worl // заменим в файле слово world на слово house string replaceText = "house"; fstream.Seek(-5, SeekOrigin.End); // минус 5 символов с конца потока input = Encoding.Default.GetBytes(replaceText); fstream.Write(input, 0, input.Length); // считываем весь файл // возвращаем указатель в начало файла fstream.Seek(0, SeekOrigin.Begin); output = new byte; fstream.Read(output, 0, output.Length); // декодируем байты в строку textFromFile = Encoding.Default.GetString(output); Console.WriteLine("Текст из файла: {0}", textFromFile); // hello house } Console.Read(); } }

Консольный вывод:

Текст записан в файл Текст из файл: worl Текст из файла: hello house

Вызов fstream.Seek(-5, SeekOrigin.End) перемещает курсор потока в конец файлов назад на пять символов:

То есть после записи в новый файл строки "hello world" курсор будет стоять на позиции символа "w".

После этого считываем четыре байта начиная с символа "w". В данной кодировке 1 символ будет представлять 1 байт. Поэтому чтение 4 байтов будет эквивалентно чтению четырех сиволов: "worl".

Затем опять же перемещаемся в конец файла, не доходя до конца пять символов (то есть опять же с позиции символа "w"), и осуществляем запись строки "house". Таким образом, строка "house" заменяет строку "world".

Закрытие потока

В примерах выше дл закрытия потока применяется конструкция using . После того как все операторы и выражения в блоке using отработают, объект FileStream уничтожается. Однако мы можем выбрать и другой способ:

FileStream fstream = null; try { fstream = new FileStream(@"D:\note3.dat", FileMode.OpenOrCreate); // операции с потоком } catch(Exception ex) { } finally { if (fstream != null) fstream.Close(); }

Если мы не используем конструкцию using, то нам надо явным образом вызвать метод Close() : fstream.Close()

– сравнение для выявления равенства либо неравенства.

Практическое назначение перечисления – определение множества различающихся символических констант целого типа.

Пример использования переменных перечислимого типа:

mo=1, tu, we, th, fr, sa, su } days;

puts(“ Введите день недели (от 1 до 7) : ”); scanf(“%d”, &t_day);

w_day = su; start = mo;

end = w_day -t_day;

printf(“\n Понедельник - %d-й день недели, \ сейчас %d-й день. \n\

До конца недели %d дней (дня). ”, start, t_day, end);

Результат работы программы: Введите день недели (от 1 до 7) : 2

Понедельник - 1-й день недели, сейчас 2-й день. До конца недели 5 дней (дня).

18. Файлы в языке Си

Файл – это набор данных, размещенный на внешнем носителе и рассматриваемый в процессе обработки как единое целое. В файлах размещаются данные, предназначенные для длительного хранения.

Различают два вида файлов: текстовые и бинарные. Текстовые файлы представляют собой последовательность ASCII символов и могут быть просмотрены и отредактированы с помощью любого текстового редактора.

Бинарные (двоичные) файлы представляют собой последовательность данных, структура которых определяется программно.

В языке Си имеется большой набор функций для работы с файлами, большинство которых находятся в библиотеках stdio.h иio.h .

18.1. Открытие файла

Каждому файлу присваивается внутреннее логическое имя, используемое в дальнейшем при обращении к нему. Логическое имя (идентификатор файла) – это

указатель на файл, т.е. на область памяти, где содержится вся необходимая информация о файле. Формат объявления указателя на файл следующий:

Прежде чем начать работать с файлом, т.е. получить возможность чтения или записи информации в файл, его нужно открыть для доступа. Для этого обычно используется функция

FILE* fopen (char* имя_ файла, char* режим);

она берет внешнее представление – физическое имя файла на носителе (дискета, винчестер) и ставит ему в соответствие логическое имя.

Физическое имя, т.е. имя файла и путь к нему задается первым параметром

– строкой, например, “a:Mas_dat.dat” – файл с именем Mas_dat.dat, находящийся на дискете, “d:\\work\\Sved.txt” – файл с именем Sved.txt, находящийся на винчестере в каталоге work.

Внимание! Обратный слеш (\), как специальный символ, в строке записывается дважды.

При успешном открытии функция fopen возвращает указатель на файл (в дальнейшем – указатель файла). При ошибке возвращаетсяNULL . Данная ситуация обычно возникает, когда неверно указывается путь к открываемому файлу. Например, если в дисплейном классе нашего университета указать путь, запрещенный для записи (обычно разрешенным является d:\work\).

Второй параметр – строка, в которой задается режим доступа к файлу:

w – файл открывается для записи; если файла с заданным именем нет, то он будет создан; если такой файл существует, то перед открытием прежняя информация уничтожается;

r – файл открывается только для чтения; если такого файла нет, то возникает ошибка;

a – файл открывается для добавления в конец новой информации;

r+ – файл открывается для редактирования данных – возможны и запись, и чтение информации;

w+ – то же, что и для r+;

a+ – то же, что и для a, только запись можно выполнять в любое место файла; доступно и чтение файла;

t – файл открывается в текстовом режиме;b – файл открывается в двоичном режиме.

Текстовый режим отличается от двоичного тем, что при открытии файла как текстового пара символов «перевод строки», «возврат каретки» заменяется на один символ: «перевод строки» для всех функций записи данных в файл, а для всех функций вывода символ «перевод строки» теперь заменяется на два символа: «перевод строки», «возврат каретки».

По умолчанию файл открывается в текстовом режиме. Пример: FILE *f; – объявляется указатель на файл f;

f = fopen ("d:\\work\\Dat_sp.cpp", "w"); – открывается для записи файл с логическим именем f, имеющим физическое имя Dat_sp.cpp, находящийся на диске d, в каталоге work; или более кратко

FILE *f = fopen ("d:\\work\\Dat_sp.cpp", "w");

18.2. Закрытие файла

После работы с файлом доступ к нему необходимо закрыть. Это выполняет функция int fclose (указатель файла ). Например, из предыдущего примера файл закрывается так: fclose (f);

Для закрытия нескольких файлов введена функция, объявленная следующим образом: void fcloseall (void );

Если требуется изменить режим доступа к файлу, то для этого сначала необходимо закрыть данный файл, а затем вновь его открыть, но с другими правами доступа. Для этого используют стандартную функцию:

FILE* freopen (char*имя_файла , char *режим , FILE *указатель_файла );

Эта функция сначала закрывает файл, объявленный указателем_файла (как это делает функцияfopen ), а затем открывает файл сименем_файла и правами доступа «режим ».

В языке Си имеется возможность работы с временными файлами, которые нужны только в процессе работы программы. В этом случае используется функция

FILE* tmpfile (void);

которая создает на диске временный файл с правами доступа «w+b», после завершения работы программы или после закрытия временного файла он автоматически удаляется.

18.3. Запись – чтение информации

Все действия по чтению-записи данных в файл можно разделить на три группы: операции посимвольного ввода-вывода; операции построчного вводавывода; операции ввода-вывода по блокам.

Рассмотрим основные функции, применяемые в каждой из указанных трех групп операций.

Посимвольный ввод-вывод

В функциях посимвольного ввода-вывода происходит прием одного символа из файла или передача одного символа в файл:

Построчный ввод-вывод

В функциях построчного ввода-вывода происходит перенос из файла или в

Блоковый ввод-вывод

В функциях блокового ввода-вывода работа происходит с целыми блоками

Форматированный ввод-вывод производится функциями.