Файловый ввод/вывод в языке С

Задание 2

Пример 3. Напишите программу чтения из текстового файла массива строк, вывода этих строк на консоль и записи их в другой файл.

Для решения примера используем функции fgets() – для чтения строк из текстового файла, fputs() – для записи строк в текстовый файл. Содержание текстового файла для считывания – это обложка книги [12.3]:

============================================= 
   THE
_____________________________________________
    C  
_____________________________________________

 PROGRAMMING
  LANGUAGE
=============================================
 Second Edition

 BRIAN W. KERIGHAN
 DENNIS M. RITCHIE

 AT  T Bell Laboratories
 Murray Hill, New Jersey

 Prentice Hall PTR, Upper Saddle River, New Jersey 07458
_________________________________________________________

Файлу, из которого будет считываться информация, присвоим имя data3.txt. Файлу, куда будет записываться информация, присвоим имя data33.txt.

Программный код решения примера:

#include <stdio.h>
#include <conio.h>

int main(void){
char str[255+1];
char data3[] = "D:\\data3.txt";
char data33[] = "D:\\data33.txt";
FILE *fid, *fid2;
errno_t err;

if ((fopen_s(fid, "D:\\data3.txt", "r")) || 
    (err = fopen_s(fid2, "D:\\data33.txt", "w")) != 0)
{ printf("\n\t The file could not be opened.\n ");
printf("\n Press any key: ");
 _getch(); 
return 0; }

while (fgets(str, 255, fid) != NULL) // Чтение из data3.txt
{fputs(str, stdout); // Вывод на консоль
fputs(str, fid2); // Запись в файл data33.txt
} 
fclose(fid); 
fclose(fid2);

printf(" Read the information was produced from a file %s\n", data3);

printf(" Recorded information has been made to the file %s\n", data33);

   printf("\n Press any key: ");
   _getch();
   return 0; 
}

В программе с помощью логического условия ИЛИ ( || ) производится проверка корректности открытия файла data3.txt для чтения и проверка открытия файла data33.txt для записи. Вместо функции fopen() используется функция fopen_s(), которая применяется в MS Visual Studio.

Функция fgets() считывает строки из файла, на который имеется файловый указатель *fid, записывает их в символьный массив str[256]. Одно поле функции fgets() используется для определения количества считываемых символов с учетом символа завершения строки.

Первая функция fputs() используется для вывода информации на консоль с помощью определения стандартного выходного потока stdout, который указывает на "обычное" средство вывода – дисплей. Вторая функция fputs() выводит символьный массив str[] в файл data33.txt с помощью файлового указателя *fid2. Вывод на дисплей и запись в файл будет осуществляться до тех пор, пока при чтении из файла data3.txt не обнаружится признак конца файла, т.е. NULL. Проверку можно выполнять также по числу считанных символов, а именно n –1, т.е. в данном случае 255 символов из 256.

Результат выполнения программы с выводом текстовой информации на консоль показан на рис 12.4.

Результат записи информации в текстовый файл показан на рис 12.5.

Задание 3

Примечание. Для п.5 задания 3 примените массив указателей для считывания строк разной длины.

Пример 4. Напишите программу форматированной записи в текстовый файл трех строк различной длины и одномерного целочисленного массива. Произведите чтение из текстового файла с выводом его содержания на консоль и преобразования одномерного массива в двухмерный.

Для решения примера используем функции fprintf(), fgets(), atoi(), fscanf().

Программный код решения примера:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <conio.h>
#include <stdlib.h>

#define n 4 // Число строк матрицы
#define m 3 // Число столбцов матрицы
#define N 123 // Число считываемых строк из текстового файла

int main(void) {
	int i, j = 0;
	int A[n*m] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};
	int B[n*m];
	FILE *fid;
    char *str[] = {"aza","baza","qwerty"};
    char str2[N][80]; // Буферный массив
	
	// Обнуление массива B[n*m]
	for (i = 0; i < n*m; ++i) B[i] = 0;

	if ((fid = fopen("D:\\data4.txt", "w")) == NULL)
{printf("\n\t The file could not be opened.\n ");
printf("\n Press any key: "); _getch(); return 0; }

// Запись в файл data4.txt
fprintf(fid, "\n\t The lines are:\n");
for (i = 0; i < m; ++i) fprintf(fid,"\t %s\n", str[i]); 
	
 for (i = 0; i < n*m; ++i)
 fprintf(fid, " %3d", A[i]);

fclose(fid); 

printf("\n\t From file \"data4.txt\":\n");
if ((fid = fopen("D:\\data4.txt", "r")) == NULL)
{printf("\n\t The file could not be opened.\n ");
printf("\n Press any key: "); _getch(); return 0; }

// Чтение из файла data4.txt
for (i = 0; (fgets(str2[i], 80, fid) != NULL)  (i < N); ++i) 
	printf("  %s",str2[i]);
fclose(fid);

if ((fid = fopen("D:\\data4.txt", "r")) == NULL)
{printf("\n\t Error! You can not open the file \n ");
printf("\n Press any key: "); _getch(); return 0; }
// Повторное чтение из файла data4.txt
for (i = 0; fscanf (fid, "%s", str2[i]) != EOF; ++i) 
if (atoi(str2[i]))
{ B[j] = atoi(str2[i]); ++j; }
 
fclose(fid);

printf("\n\n\t The reconfigured array:\n");
for (i = 0; i < n; ++i) {
printf("\n\t");
for (j = 0; j < m; ++j)
printf("%5d", B[i*m+j]); } 

printf("\n\n Press any key: ");
_getch();
 return 0;
 }

Для форматированной записи в текстовый файл и чтения из файла применены массивы указателей *str[], str2[123][80]. Чтение из файла одномерного массива целых чисел выполняется с помощью функции atoi(), значения целых чисел заносятся сначала в одномерный массив B[n*m]. После закрытия файла data4.txt одномерный массив B[n*m] выводится на консоль в виде двухмерной матрицы размера 4 $$\times$$ 3. Форматированная запись строк и одномерного массива в файл data4.txt производится с помощью функции fprintf(). Первое чтение информации из текстового файла производится с помощью функции fgets(), что позволяет практически точно копировать расположение строк текстового файла на консоль (дисплей). Функция fscanf() используется для форматированного чтения информации из текста с посл едующим выделением целых чисел с помощью функции atoi().

Возможный результат выполнения программы показан на рис 12.6.

Задание 4

Пример 5. Напишите программу добавления слов в текстовый файл с контролем на консоли [9].

В текстовый файл запишем название книги и авторов [3]. После будем добавлять слова, символы и т.д.

Для программного решения примера используем функции файлового ввода/вывода fprintf(), fgets() и rewind(). Кроме того, подключим библиотеку locale.h и объявим прототип функции, что позволит использовать шрифты русского алфавита:>

#include <locale.h>
    setlocale( LC_ALL, "Russian");

или

setlocale( LC_ALL, ".1251");//кодовая страница Windows–1251

Программный код решения примера:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <conio.h>
#include <locale.h>
#define MAX 40

int main(void) {
		FILE *fid;
    char words[MAX+1];
char str_name[] = "D:\\data5.txt";
// Прототип функции поддержки русских шрифтов
	setlocale( LC_ALL, "Russian");
// setlocale( LC_ALL, ".1251");
	
         if ((fid = fopen(str_name, "a+")) == NULL)
{fprintf(stdout, "\n\t Файл не может быть открыт \"%s\".\n ", str_name); 
  printf("\n Нажмите любую клавишу: ");
_getch(); return -1; }
printf("\n\t Введите слова для включения их в файл \"%s\"\n\t\
и нажмите клавишу Enter в начале строки для завершения ввода\n\t: ", str_name);
	// Запись в файл data5.txt
while (gets_s(words, MAX) != NULL  words[0] != '\0')
{printf("\t: "); fprintf(fid," %s\n", words); }

puts("\t Содержимое файла:");
// Устанавливает указатель текущей позиции в начало файла
rewind(fid); 

// Сканирование файла
while (fgets(words, MAX, fid) != '\0')
	printf("\t%s", words);

if (fclose(fid) != 0)
fprintf(stderr, "\n\t Ошибка при закрытии файла \"%s\"\n", str_name);

printf("\n\n Нажмите любую клавишу (Press any key): ");
	_getch(); 
	return 0; 
}

В программе введены две проверки: на открытие файла if (... == NULL) и на закрытие файла if (... != 0). Эти проверки позволяют исключить аварийный выход из программы. Использование в функции форматного вывода fprintf() ключевого слова stdout позволяет выводить сообщения на консоль – дисплей пользователя.

Вместо стандартной функции gets() использована функция gets_s(), которую поддерживает MS Visual Studio. При работе в MS Visual Studio с функцией gets() появляются предупреждения (которыми в общем случае можно пренебречь). Предупреждения возникают и при работе с функцией fopen(). Вместо нее можно использовать fopen_s() в следующем формате записи:

fopen_s(fid, "D:\\data5.txt","a+");

Тогда проверку на открытие файла следует изменить, например:

if (fopen_s(fid, "D:\\data5.txt","a+"))
{fprintf(stdout, "\n\t Ошибка! Не удается открыть файл \"data5.txt\".\n ");
printf("\n Нажмите любую клавишу: ");
_getch(); return -1; }

Если файл data5.txt сохранить, то при последующих выполнениях программы в этот файл будут дописывать данные. Это обеспечивает режим "a+" функции fopen().

Возможный результат выполнения программы показан на рис 12.7.

Задание 5

Примечание. Для данной программы формат записи функции fscanf():

fscanf(fid, "%s", words);

Пример 6. Напишите программу записи в файл нескольких строк и отображения содержимого файла в обратном порядке, как на консоли, так и в другом текстовом файле.

Для решения примера используем функции fseek() и ftell().

Программный код решения примера:

#include <stdio.h>
#include <conio.h>

#define MAX 79
#define file "D:\\data6.txt" // запись в прямом порядке
#define file2 "D:\\data66.txt" // запись в обратном порядке

int main(void) {
	char  ch, str[MAX+1];
	long n, m;
    FILE *fid, *fid2;
	
	if ( fopen_s(fid, file, "w") ) {
fprintf(stdout, "\n\t The file could not be opened.\n ");
printf("\nPress any key: ");
_getch(); return 0; }

	printf("\n\t Enter a few lines and press Enter to complete before the new line\n\t: ");
	// Запись в файл data6.txt
while (gets_s(str, MAX) != NULL  str[0] != '\0')
{ printf("\t: "); fprintf(fid," %s\n", str); }

fclose(fid); 

if ( fopen_s(fid, file, "r") ) {
fprintf(stdout, "\n\t File could not be opened.\n");
printf("\n Press any key: ");
_getch(); return 0; }

if ( fopen_s(fid2, file2, "w") ) {
fprintf(stdout, "\n\t File could not be opened.\n");
printf("\n Press any key: ");
_getch(); return 0; }

//Переход в конец файла
fseek(fid, 0L, SEEK_END);
m = ftell(fid);

for (n = 1L; n <= m; n++) {
fseek(fid, -n, SEEK_END);
ch = getc(fid);

if (ch != '\n') {
	printf(" ");  putchar(ch);  
fprintf(fid2, " "); putc(ch, fid2); } 
} // End for
putchar('\n');

fclose(fid);
fprintf(fid2, "%c", '\n');
fclose(fid2);

printf("\n Result see the files, \"%s\" and \"%s\"\n", file, file2);

printf("\n Press any key: ");
	_getch(); 
	return 0; 
}

Работу функций fseek() и ftell() опишем в соответствии с [9].

Функция fseek() имеет следующую форматную запись:

fseek(fid, 0L, SEEK_END);

Она определяет позицию со смещением в 0 байт от конца файла (именованная константа SEEK_END ). Суффикс L означает тип long int.

Строка с функцией ftell() определяет количество байтов от начала до конца указанного файла. Это количество байтов записывается в переменную m:

m = ftell(fid);

Рассмотрим следующий программный цикл:

for (n = 1L; n <= m; n++) {
fseek(fid, -n, SEEK_END);
ch = getc(fid);
if (ch != '\n')
{ printf(" ");  putchar(ch);  
fprintf(fid2, " "); putc(ch, fid2); } 
} // End for

Первое выполнение цикла выводит программу на первый символ перед концом файла. Затем программа печатает этот символ на консоль и записывает в новый файл с именем data66.txt. Следующая итерация цикла выводит программу на предпоследний символ файла, который она печатает и записывает в новый файл. Этот процесс продолжается до тех пор, пока программа не выйдет на первый символ файла и не распечатает его (и запишет в файл).

Возможные результаты выполнения программы показаны на рис 12.8-рис 12.9–рис 12.10.

Задание 6

Пример 7. Создайте файл последовательного доступа и записать в него информацию, состоящую из целых чисел, строки символов и вещественных чисел. После произведенной записи выведите содержимое файла на консоль и перезапишите в другой файл.

Предположим, что имеются номера ячеек, их имена (например, по фамилии владельца) и определенное количество денег в условных единицах (у. е.).

Для форматированного считывания данных из файла применим библиотечную функцию fscanf().

Программный код решения примера:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <conio.h>

#define MAX 39 // Предполагаемое число символов в имени
#define file "D:\\data7.dat"
#define file2 "D:\\data77.dat"

int main(void)
 {
	int number, i = 1, j = 1; // номер ячейки
	char  name[MAX+1]; // имя ячейки (владельца)
	long double sum; // сумма денег в у.е. 
	FILE *fid, *fid2;
	
	if ( fopen_s(fid, file, "w") )
{fprintf(stdout, "\n\t File could not be opened\n");
printf("\n Press any key: ");
_getch(); return 0; }

printf("\n Enter through blanks number of a cell,\n a name of the owner and the sum of money.\n \
Type Ctrl+Z to exit at the beginning of a new line: \n\n");
	printf(" %3d) ", i);
	scanf("%d%s%lf", number, name, sum);

	// Запись в файл data7.dat
while ( !feof(stdin)) { // stdin - поток с клавиатуры

fprintf(fid, " %3d\t %-15s %7.2f\r\n", number, name, sum);
printf(" %3d) ", ++i);
scanf("%d%s%lf", number, name, sum);
} 
fclose(fid); 

if ( fopen_s(fid, file, "r") ) {
fprintf(stdout, "\n\t File could not be opened\n");
printf("\n Press any key: ");
_getch(); return 0; }

if ( fopen_s(fid2, file2, "w") ) {
fprintf(stdout, "\n\t File could not be opened\n");
printf("\n Press any key: ");
_getch(); return 0; }

// Вывод на консоль
printf("\n %s\t %s\t\t %5s", "The number of cell", "Name", "Sum"); 
// Чтение из файла data7.dat
fscanf(fid, "%d%s%Lf", number, name, sum);

fprintf(fid2, "\r\n %s\t\t %s\t\t %5s\r\n", "The number of cell", "Name", "Sum"); 
i = 1;
while ( !feof(fid)) { // пока не конец файла 
// Вывод на консоль
printf("\n %3d\t\t\t %-17s %1.2f", number, name, sum); 
// Запись в файл data77.dat 
fprintf(fid2, " %3d) %3d\t\t\t %-17s %1.2f\r\n", i++, number, name, sum); 

// Чтение из файла data7.dat
fscanf(fid, "%d%s%Lf", number, name, sum); 
}

fclose(fid);
fclose(fid2);

printf("\n\n\n Result see the files, \"%s\" and \"%s\"\n", file, file2);

printf("\n Press any key: ");
	_getch(); 
	return 0; 
}

В программе использована функция feof(), которая проверяет, достигнут ли конец файла, связанного с потоком (указателем на файл) fid.

На рис 12.11 показан возможный результат выполнения программы.

Следует обратить внимание на прекращение ввода данных с клавиатуры с помощью комбинации клавиш Ctrl+Z.

Задание 7

Пример 8. Напишите программу пакетной записи в файл произвольного доступа массива данных и вывода этого пакета на консоль.

Для решения примера применим функции fwrite() и fread() для бинарной записи и считывания информации.

Программный код решения примера:

#include <stdio.h>
#include <conio.h>

#define MAX 20
#define n 5
#define m 4
#define file "D:\\data8.txt"

int main(void) {
	//Матрица 5х4
	int mass[MAX][MAX] = {
{1,2,3,4}, {5,6,7,8}, {9,10,11,12}, {13,14,15,16}, {17,18,19,20} };
	int mass2[MAX][MAX]; // Вспомогательная матрица 
	int i, j;
	
// Массив из 5 указателей
char  *str[] = {
"Brian W. Kernighan",
"Dennis M. Ritchie",
"Stephen Prata",
"Herbert Shildt",
"The C Programming Language"
};
char *str2[n]; // Вспомогательный массив указателей
	FILE *fid; 

	if ( fopen_s(fid, file, "wb") ) {
fprintf(stdout, "\n\t File could not be opened\n");
printf("\n Error! Press any key: ");
_getch(); return 0; }

fwrite(str, sizeof(char), sizeof(str)/sizeof(char), fid);
fwrite(mass, sizeof(int), sizeof(mass)/sizeof(int), fid);
fclose (fid);

	if ( fopen_s(fid, file, "rb") ) {
fprintf(stdout, "\n\t File could not be opened\n");
printf("\n Press any key: ");
_getch(); return 0; }
	
fread(str2, sizeof(char), sizeof(str)/sizeof(char), fid);
fread(mass2, sizeof(int), sizeof(mass2)/sizeof(int), fid);
	
// Чтение элементов из файла
	printf("\n\t From a file \"%s\": \n\n", file);
	for (i = 0; i < n; ++i)
printf("\t %-15s\n", str2[i]);

	printf("\n\t Matrix from a file \"%s\":\n", file);
	for (i = 0; i < n; ++i) {
		printf("\n\t");
		for (j = 0; j < m; ++j)
		printf(" %3d", mass2[i][j]);
	}
fclose(fid);
	
printf("\n\n\n Press any key: ");
	_getch(); 
	return 0;
 }

Функция fwrite() пересылает в файл заданное количество байт начиная с указанного адреса памяти. Данные записываются с того места в файле, которое обозначено указателем позиции файла. Функция fread() пересылает заданное количество байт на места в файле, определенного указателем позиции файла, в массив в памяти, начинающийся с указанного адреса.

В программе пакетная запись информации – набора строк и матрицы целых чисел производится через двоичный поток с помощью функций fwrite(). Чтение информации из двоичного файла осуществляется функцией fread(). Форматы записи обеих функций одинаковый, так как в них требуется определить количество объектов с заданным размером байт, которые определяются функцией sizeof().

Результат выполнения программы показан на рис 12.12 и на рис 12.13.

Как видно из рисунков, информация на консоли соответствует исходной информации, а в двоичном файле информация не подлежит непосредственному восприятию.

Примечание. Вид бинарной информации в текстовом файле зависит от установленных шрифтов.

Задание 8

Контрольные вопросы