Подключение файла txt в с. Работа с текстовыми файлами в C

Для программиста открытый файл представляется как последовательность считываемых или записываемых данных. При открытии файла с ним связывается поток ввода-вывода . Выводимая информация записывается в поток, вводимая информация считывается из потока.

Когда поток открывается для ввода-вывода, он связывается со стандартной структурой типа FILE, которая определена в stdio.h. Структура FILE содержит необходимую информацию о файле.

Открытие файла осуществляется с помощью функции fopen(), которая возвращается указатель на структуру типа FILE, который можно использовать для последующих операций с файлом.

FILE *fopen (name, type);

name – имя открываемого файла (включая путь),
type - указатель на строку символов, определяющих способ доступа к файлу:

· "r" - открыть файл для чтения (файл должен существовать);

· "w" - открыть пустой файл для записи; если файл существует, то его содержимое теряется;

· "a" - открыть файл для записи в конец (для добавления); файл создается, если он не существует;

· "r+" - открыть файл для чтения и записи (файл должен существовать);

· "w+" - открыть пустой файл для чтения и записи; если файл существует, то его содержимое теряется;

· "a+" - открыть файл для чтения и дополнения, если файл не существует, то он создаётся.

Возвращаемое значение - указатель на открытый поток. Если обнаружена ошибка, то возвращается значение NULL.

Функция fclose() закрывает поток или потоки, связанные с открытыми при помощи функции fopen() файлами. Закрываемый поток определяется аргументом функции fclose().

Возвращаемое значение: значение 0, если поток успешно закрыт; константа EOF, если произошла ошибка.

#include
int main()

char name="my.txt";

if(fp = fopen(name, "r")!=NULL)

// открыть файлу далось?
... // требуемые действия над данными

else printf("Не удалось открыть файл");

Чтение символа из файла :

char fgetc(поток);

Аргументом функции является указатель на поток типа FILE. Функция возвращает код считанного символа. Если достигнут конец файла или возникла ошибка, возвращается константа EOF.
Запись символа в файл :

fputc(символ,поток);

Аргументами функции являются символ и указатель на поток типа FILE. Функция возвращает код считанного символа.

Функции fscanf() и fprintf() аналогичны функциям scanf() и printf(), но работают с файлами данных, и имеют первый аргумент - указатель на файл.

fscanf(поток, "Формат Ввода", аргументы);
fprintf(поток, "Формат Вывода", аргументы);

Функции fgets() и fputs() предназначены для ввода-вывода строк, они являются аналогами функций gets() и puts() для работы с файлами.

fgets(Указатель На Строку, Количество Символов, поток);

Символы читаются из потока до тех пор, пока не будет прочитан символ новой строки "\n", который включается в строку, или пока не наступит конец потока EOF или не будет прочитано максимальное символов. Результат помещается в указатель на строку и заканчивается нуль- символом "\0". Функция возвращает адрес строки.

fputs(Указатель На Строку, поток);

Копирует строку в поток с текущей позиции. Завершающий нуль- символ не копируется.
Пример Ввести число и сохранить его в файле s1.txt. Считать число из файла s1.txt, увеличить его на 3 и сохранить в файле s2.txt.

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.

Большинство компьютерных программ работают с файлами, и поэтому возникает необходимость создавать, удалять, записывать читать, открывать файлы. Что же такое файл? Файл – именованный набор байтов, который может быть сохранен на некотором накопителе. Ну, теперь ясно, что под файлом понимается некоторая последовательность байтов, которая имеет своё, уникальное имя, например файл.txt . В одной директории не могут находиться файлы с одинаковыми именами. Под именем файла понимается не только его название, но и расширение, например: file.txt и file.dat — разные файлы, хоть и имеют одинаковые названия. Существует такое понятие, как полное имя файлов – это полный адрес к директории файла с указанием имени файла, например: D:\docs\file.txt . Важно понимать эти базовые понятия, иначе сложно будет работать с файлами.

Для работы с файлами необходимо подключить заголовочный файл . В определены несколько классов и подключены заголовочные файлы — файловый ввод и — файловый вывод.

Файловый ввод/вывод аналогичен стандартному вводу/выводу, единственное отличие – это то, что ввод/вывод выполнятся не на экран, а в файл. Если ввод/вывод на стандартные устройства выполняется с помощью объектов cin и cout , то для организации файлового ввода/вывода достаточно создать собственные объекты, которые можно использовать аналогично операторам cin и cout .

Например, необходимо создать текстовый файл и записать в него строку Работа с файлами в С++ . Для этого необходимо проделать следующие шаги:

  1. создать объект класса ofstream ;
  2. связать объект класса с файлом, в который будет производиться запись;
  3. записать строку в файл;
  4. закрыть файл.

Почему необходимо создавать объект класса ofstream , а не класса ifstream ? Потому, что нужно сделать запись в файл, а если бы нужно было считать данные из файла, то создавался бы объект класса ifstream .

// создаём объект для записи в файл ofstream /*имя объекта*/; // объект класса ofstream

Назовём объект – fout , Вот что получится:

Ofstream fout;

Для чего нам объект? Объект необходим, чтобы можно было выполнять запись в файл. Уже объект создан, но не связан с файлом, в который нужно записать строку.

Fout.open("cppstudio.txt"); // связываем объект с файлом

Через операцию точка получаем доступ к методу класса open(), в круглых скобочках которого указываем имя файла. Указанный файл будет создан в текущей директории с программой. Если файл с таким именем существует, то существующий файл будет заменен новым. Итак, файл открыт, осталось записать в него нужную строку. Делается это так:

Fout << "Работа с файлами в С++"; // запись строки в файл

Используя операцию передачи в поток совместно с объектом fout строка Работа с файлами в С++ записывается в файл. Так как больше нет необходимости изменять содержимое файла, его нужно закрыть, то есть отделить объект от файла.

Fout.close(); // закрываем файл

Итог – создан файл со строкой Работа с файлами в С++ .

Шаги 1 и 2 можно объединить, то есть в одной строке создать объект и связать его с файлом. Делается это так:

Ofstream fout("cppstudio.txt"); // создаём объект класса ofstream и связываем его с файлом cppstudio.txt

Объединим весь код и получим следующую программу.

// file.cpp: определяет точку входа для консольного приложения. #include "stdafx.h" #include using namespace std; int main(int argc, char* argv) { ofstream fout("cppstudio.txt"); // создаём объект класса ofstream для записи и связываем его с файлом cppstudio.txt fout << "Работа с файлами в С++"; // запись строки в файл fout.close(); // закрываем файл system("pause"); return 0; }

Осталось проверить правильность работы программы, а для этого открываем файл cppstudio.txt и смотрим его содержимое, должно быть — Работа с файлами в С++ .

  1. создать объект класса ifstream и связать его с файлом, из которого будет производиться считывание;
  2. прочитать файл;
  3. закрыть файл.
// file_read.cpp: определяет точку входа для консольного приложения. #include "stdafx.h" #include #include using namespace std; int main(int argc, char* argv) { setlocale(LC_ALL, "rus"); // корректное отображение Кириллицы char buff; // буфер промежуточного хранения считываемого из файла текста ifstream fin("cppstudio.txt"); // открыли файл для чтения fin >> << buff << endl; // напечатали это слово fin.getline(buff, 50); // считали строку из файла fin.close(); // закрываем файл cout << buff << endl; // напечатали эту строку system("pause"); return 0; }

В программе показаны два способа чтения из файла, первый – используя операцию передачи в поток, второй – используя функцию getline() . В первом случае считывается только первое слово, а во втором случае считывается строка, длинной 50 символов. Но так как в файле осталось меньше 50 символов, то считываются символы включительно до последнего. Обратите внимание на то, что считывание во второй раз (строка 17 ) продолжилось, после первого слова, а не с начала, так как первое слово было прочитано в строке 14 . Результат работы программы показан на рисунке 1.

Работа с файлами в С++ Для продолжения нажмите любую клавишу. . .

Рисунок 1 — Работа с файлами в С++

Программа сработала правильно, но не всегда так бывает, даже в том случае, если с кодом всё впорядке. Например, в программу передано имя несуществующего файла или в имени допущена ошибка. Что тогда? В этом случае ничего не произойдёт вообще. Файл не будет найден, а значит и прочитать его не возможно. Поэтому компилятор проигнорирует строки, где выполняется работа с файлом. В результате корректно завершится работа программы, но ничего, на экране показано не будет. Казалось бы это вполне нормальная реакции на такую ситуацию. Но простому пользователю не будет понятно, в чём дело и почему на экране не появилась строка из файла. Так вот, чтобы всё было предельно понятно в С++ предусмотрена такая функция — is_open() , которая возвращает целые значения: 1 — если файл был успешно открыт, 0 — если файл открыт не был. Доработаем программу с открытием файла, таким образом, что если файл не открыт выводилось соответствующее сообщение.

// file_read.cpp: определяет точку входа для консольного приложения. #include "stdafx.h" #include #include using namespace std; int main(int argc, char* argv) { setlocale(LC_ALL, "rus"); // корректное отображение Кириллицы char buff; // буфер промежуточного хранения считываемого из файла текста ifstream fin("cppstudio.doc"); // (ВВЕЛИ НЕ КОРРЕКТНОЕ ИМЯ ФАЙЛА) if (!fin.is_open()) // если файл не открыт cout << "Файл не может быть открыт!\n"; // сообщить об этом else { fin >> buff; // считали первое слово из файла cout << buff << endl; // напечатали это слово fin.getline(buff, 50); // считали строку из файла fin.close(); // закрываем файл cout << buff << endl; // напечатали эту строку } system("pause"); return 0; }

Результат работы программы показан на рисунке 2.

Файл не может быть открыт! Для продолжения нажмите любую клавишу. . .

Рисунок 2 — Работа с файлами в С++

Как видно из рисунка 2 программа сообщила о невозможности открыть файл. Поэтому, если программа работает с файлами, рекомендуется использовать эту функцию, is_open() , даже, если уверены, что файл существует.

Режимы открытия файлов

Режимы открытия файлов устанавливают характер использования файлов. Для установки режима в классе ios_base предусмотрены константы, которые определяют режим открытия файлов (см. Таблица 1).

Режимы открытия файлов можно устанавливать непосредственно при создании объекта или при вызове функции open() .

Ofstream fout("cppstudio.txt", ios_base::app); // открываем файл для добавления информации к концу файла fout.open("cppstudio.txt", ios_base::app); // открываем файл для добавления информации к концу файла

Режимы открытия файлов можно комбинировать с помощью поразрядной логической операции или | , например: ios_base::out | ios_base::trunc — открытие файла для записи, предварительно очистив его.

Объекты класса ofstream , при связке с файлами по умолчанию содержат режимы открытия файлов ios_base::out | ios_base::trunc . То есть файл будет создан, если не существует. Если же файл существует, то его содержимое будет удалено, а сам файл будет готов к записи. Объекты класса ifstream связываясь с файлом, имеют по умолчанию режим открытия файла ios_base::in — файл открыт только для чтения. Режим открытия файла ещё называют — флаг, для удобочитаемости в дальнейшем будем использовать именно этот термин. В таблице 1 перечислены далеко не все флаги, но для начала этих должно хватить.

Обратите внимание на то, что флаги ate и app по описанию очень похожи, они оба перемещают указатель в конец файла, но флаг app позволяет производить запись, только в конец файла, а флаг ate просто переставляет флаг в конец файла и не ограничивает места записи.

Разработаем программу, которая, используя операцию sizeof() , будет вычислять характеристики основных типов данных в С++ и записывать их в файл. Характеристики:

  1. число байт, отводимое под тип данных
  2. максимальное значение, которое может хранить определённый тип данных.

Запись в файл должна выполняться в таком формате:

/* data type byte max value bool = 1 255.00 char = 1 255.00 short int = 2 32767.00 unsigned short int = 2 65535.00 int = 4 2147483647.00 unsigned int = 4 4294967295.00 long int = 4 2147483647.00 unsigned long int = 4 4294967295.00 float = 4 2147483647.00 long float = 8 9223372036854775800.00 double = 8 9223372036854775800.00 */

Такая программа уже разрабатывалась ранее в разделе , но там вся информация о типах данных выводилась на стандартное устройство вывода, а нам необходимо программу переделать так, чтобы информация записывалась в файл. Для этого необходимо открыть файл в режиме записи, с предварительным усечением текущей информации файла (строка 14 ). Как только файл создан и успешно открыт (строки 16 — 20), вместо оператора cout , в строке 22 используем объект fout . таким образом, вместо экрана информация о типах данных запишется в файл.

// write_file.cpp: определяет точку входа для консольного приложения. #include "stdafx.h" #include #include // работа с файлами #include // манипуляторы ввода/вывода using namespace std; int main(int argc, char* argv) { setlocale(LC_ALL, "rus"); // связываем объект с файлом, при этом файл открываем в режиме записи, предварительно удаляя все данные из него ofstream fout("data_types.txt", ios_base::out | ios_base::trunc); if (!fout.is_open()) // если файл небыл открыт { cout << "Файл не может быть открыт или создан\n"; // напечатать соответствующее сообщение return 1; // выполнить выход из программы } fout << " data type " << "byte" << " " << " max value " << endl // заголовки столбцов << "bool = " << sizeof(bool) << " " << fixed << setprecision(2) /*вычисляем максимальное значение для типа данных bool*/ << (pow(2,sizeof(bool) * 8.0) - 1) << endl << "char = " << sizeof(char) << " " << fixed << setprecision(2) /*вычисляем максимальное значение для типа данных char*/ << (pow(2,sizeof(char) * 8.0) - 1) << endl << "short int = " << sizeof(short int) << " " << fixed << setprecision(2) /*вычисляем максимальное значение для типа данных short int*/ << (pow(2,sizeof(short int) * 8.0 - 1) - 1) << endl << "unsigned short int = " << sizeof(unsigned short int) << " " << fixed << setprecision(2) /*вычисляем максимальное значение для типа данных unsigned short int*/ << (pow(2,sizeof(unsigned short int) * 8.0) - 1) << endl << "int = " << sizeof(int) << " " << fixed << setprecision(2) /*вычисляем максимальное значение для типа данных int*/ << (pow(2,sizeof(int) * 8.0 - 1) - 1) << endl << "unsigned int = " << sizeof(unsigned int) << " " << fixed << setprecision(2) /*вычисляем максимальное значение для типа данных unsigned int*/ << (pow(2,sizeof(unsigned int) * 8.0) - 1) << endl << "long int = " << sizeof(long int) << " " << fixed << setprecision(2) /*вычисляем максимальное значение для типа данных long int*/ << (pow(2,sizeof(long int) * 8.0 - 1) - 1) << endl << "unsigned long int = " << sizeof(unsigned long int) << " " << fixed << setprecision(2) /*вычисляем максимальное значение для типа данных undigned long int*/ << (pow(2,sizeof(unsigned long int) * 8.0) - 1) << endl << "float = " << sizeof(float) << " " << fixed << setprecision(2) /*вычисляем максимальное значение для типа данных float*/ << (pow(2,sizeof(float) * 8.0 - 1) - 1) << endl << "long float = " << sizeof(long float) << " " << fixed << setprecision(2) /*вычисляем максимальное значение для типа данных long float*/ << (pow(2,sizeof(long float) * 8.0 - 1) - 1) << endl << "double = " << sizeof(double) << " " << fixed << setprecision(2) /*вычисляем максимальное значение для типа данных double*/ << (pow(2,sizeof(double) * 8.0 - 1) - 1) << endl; fout.close(); // программа больше не использует файл, поэтому его нужно закрыть cout << "Данные успешно записаны в файл data_types.txt\n"; system("pause"); return 0; }

Нельзя не заметить, что изменения в программе минимальны, а всё благодаря тому, что стандартный ввод/вывод и файловый ввод/вывод используются абсолютно аналогично. В конце программы, в строке 45 мы явно закрыли файл, хотя это и не обязательно, но считается хорошим тоном программирования. Стоит отметить, что все функции и манипуляторы используемые для форматирования стандартного ввода/вывода актуальны и для файлового ввода/вывода. Поэтому не возникло никаких ошибок, когда оператор cout был заменён объектом fout .

Для удобства обращения информация в запоминающих устройствах хранится в виде файлов.

Файл – именованная область внешней памяти, выделенная для хранения массива данных. Данные, содержащиеся в файлах, имеют самый разнообразный характер: программы на алгоритмическом или машинном языке; исходные данные для работы программ или результаты выполнения программ; произвольные тексты; графические изображения и т. п.

Каталог (папка , директория ) – именованная совокупность байтов на носителе информации, содержащая название подкаталогов и файлов, используется в файловой системе для упрощения организации файлов.

Файловой системой называется функциональная часть операционной системы, обеспечивающая выполнение операций над файлами. Примерами файловых систем являются FAT (FAT – File Allocation Table, таблица размещения файлов), NTFS, UDF (используется на компакт-дисках).

Существуют три основные версии FAT: FAT12, FAT16 и FAT32. Они отличаются разрядностью записей в дисковой структуре, т.е. количеством бит, отведённых для хранения номера кластера. FAT12 применяется в основном для дискет (до 4 кбайт), FAT16 – для дисков малого объёма, FAT32 – для FLASH-накопителей большой емкости (до 32 Гбайт).

Рассмотрим структуру файловой системы на примере FAT32.

Файловая структура FAT32

Устройства внешней памяти в системе FAT32 имеют не байтовую, а блочную адресацию. Запись информации в устройство внешней памяти осуществляется блоками или секторами.

Сектор – минимальная адресуемая единица хранения информации на внешних запоминающих устройствах. Как правило, размер сектора фиксирован и составляет 512 байт. Для увеличения адресного пространства устройств внешней памяти сектора объединяют в группы, называемые кластерами.

Кластер – объединение нескольких секторов, которое может рассматриваться как самостоятельная единица, обладающая определёнными свойствами. Основным свойством кластера является его размер, измеряемый в количестве секторов или количестве байт.

Файловая система FAT32 имеет следующую структуру.

Нумерация кластеров, используемых для записи файлов, ведется с 2. Как правило, кластер №2 используется корневым каталогом, а начиная с кластера №3 хранится массив данных. Сектора, используемые для хранения информации, представленной выше корневого каталога, в кластеры не объединяются.
Минимальный размер файла, занимаемый на диске, соответствует 1 кластеру.

Загрузочный сектор начинается следующей информацией:

  • EB 58 90 – безусловный переход и сигнатура;
  • 4D 53 44 4F 53 35 2E 30 MSDOS5.0;
  • 00 02 – количество байт в секторе (обычно 512);
  • 1 байт – количество секторов в кластере;
  • 2 байта – количество резервных секторов.

Кроме того, загрузочный сектор содержит следующую важную информацию:

  • 0x10 (1 байт) – количество таблиц FAT (обычно 2);
  • 0x20 (4 байта) – количество секторов на диске;
  • 0x2С (4 байта) – номер кластера корневого каталога;
  • 0x47 (11 байт) – метка тома;
  • 0x1FE (2 байта) – сигнатура загрузочного сектора (55 AA ).

Сектор информации файловой системы содержит:

  • 0x00 (4 байта) – сигнатура (52 52 61 41 );
  • 0x1E4 (4 байта) – сигнатура (72 72 41 61 );
  • 0x1E8 (4 байта) – количество свободных кластеров, -1 если не известно;
  • 0x1EС (4 байта) – номер последнего записанного кластера;
  • 0x1FE (2 байта) – сигнатура (55 AA ).

Таблица FAT содержит информацию о состоянии каждого кластера на диске. Младшие 2 байт таблицы FAT хранят F8 FF FF 0F FF FF FF FF (что соответствует состоянию кластеров 0 и 1, физически отсутствующих). Далее состояние каждого кластера содержит номер кластера, в котором продолжается текущий файл или следующую информацию:

  • 00 00 00 00 – кластер свободен;
  • FF FF FF 0F – конец текущего файла.
  • 8 байт – имя файла;
  • 3 байта – расширение файла;

Корневой каталог содержит набор 32-битных записей информации о каждом файле, содержащих следующую информацию:

В случае работы с длинными именами файлов (включая русские имена) кодировка имени файла производится в системе кодировки UTF-16. При этого для кодирования каждого символа отводится 2 байта. При этом имя файла записывается в виде следующей структуры:

  • 1 байт последовательности;
  • 10 байт содержат младшие 5 символов имени файла;
  • 1 байт атрибут;
  • 1 байт резервный;
  • 1 байт – контрольная сумма имени DOS;
  • 12 байт содержат младшие 3 символа имени файла;
  • 2 байта – номер первого кластера;
  • остальные символы длинного имени.

Работа с файлами в языке Си

Для программиста открытый файл представляется как последовательность считываемых или записываемых данных. При открытии файла с ним связывается поток ввода-вывода . Выводимая информация записывается в поток, вводимая информация считывается из потока.

Когда поток открывается для ввода-вывода, он связывается со стандартной структурой типа FILE , которая определена в stdio.h . Структура FILE содержит необходимую информацию о файле.

Открытие файла осуществляется с помощью функции fopen() , которая возвращает указатель на структуру типа FILE , который можно использовать для последующих операций с файлом.

FILE *fopen(name, type);


name – имя открываемого файла (включая путь),
type — указатель на строку символов, определяющих способ доступа к файлу:
  • "r" - открыть файл для чтения (файл должен существовать);
  • "w" - открыть пустой файл для записи; если файл существует, то его содержимое теряется;
  • "a" - открыть файл для записи в конец (для добавления); файл создается, если он не существует;
  • "r+" - открыть файл для чтения и записи (файл должен существовать);
  • "w+" - открыть пустой файл для чтения и записи; если файл существует, то его содержимое теряется;
  • "a+" - открыть файл для чтения и дополнения, если файл не существует, то он создаётся.

Возвращаемое значение — указатель на открытый поток. Если обнаружена ошибка, то возвращается значение NULL .

Функция fclose() закрывает поток или потоки, связанные с открытыми при помощи функции fopen() файлами. Закрываемый поток определяется аргументом функции fclose() .

Возвращаемое значение: значение 0, если поток успешно закрыт; константа EOF , если произошла ошибка.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

#include
int main() {
FILE *fp;
char name = "my.txt" ;
if ((fp = fopen(name, "r" )) == NULL )
{
printf("Не удалось открыть файл" );
getchar();
return 0;
}
// открыть файл удалось
... // требуемые действия над данными
fclose(fp);
getchar();
return 0;
}

Чтение символа из файла :

char fgetc(поток);


Аргументом функции является указатель на поток типа FILE . Функция возвращает код считанного символа. Если достигнут конец файла или возникла ошибка, возвращается константа EOF .

Запись символа в файл :

fputc(символ,поток);

Аргументами функции являются символ и указатель на поток типа FILE . Функция возвращает код считанного символа.

Функции fscanf() и fprintf() аналогичны функциям scanf() и printf() , но работают с файлами данных, и имеют первый аргумент - указатель на файл.

fscanf(поток, "ФорматВвода" , аргументы);

– 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:

FILE * указатель на файл;

FILE – идентификатор структурного типа, описанный в стандартной библиотеке

stdio.h и содержащий следующую информацию:

type struct {

– число оставшихся в буфере непрочитанных байт;

обычный размер буфера – 512 байт; как только level=0,

в буфер из файла читается следующий блок данных;

– флаг статуса файла – чтение, запись, дополнение;

– дескриптор файла, т.е. число, определяющее его но-

unsigned char hold;

– непереданный символ, т.е. ungetc-символ;

– размер внутреннего промежуточного буфера;

unsigned char buffer;

– значение указателя для доступа внутри буфера, т.е.

задает начало буфера, начало строки или текущее зна-

чение указателя внутри буфера в зависимости от режи-

ма буферизации;

unsigned char *curp;

– текущее значение указателя для доступа внутри бу-

фера, т.е. задает текущую позицию в буфере для обме-

на с программой;

unsigned istemp;

– флаг временного файла;

– флаг при работе с файлом;

} FILE;

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

информации:

int fread (void*p, intsize,

– считывает n блоков поsize байт каждый из фай-

int n, FILE *f)

ла f в область памяти с указателемp (необходимо

int fwrite (void*p, intsize,

заранее отвести память под считываемый блок);

– записывает n блоков по size байт каждый из об-

int n, FILE *f)

ласти памяти с указателем p в файл f.

Форматированный ввод-вывод производится функциями.



СХОЖИЕ СТАТЬИ