Буферизированный (потоковый) ввод-вывод

6.2.3. Ввод средствами языка Basic

Ввод данных с клавиатуры в Quick Basic осуществляется при помощи оператора INPUT, о котором подробно было сказано в лекции, посвящённой консольному вводу-выводу. Форматы этого оператора следующие:

Строка "prompt" представляет собой строку текста приглашения, предваряющую ввод данных.

Пример 6.5.

REM FILE EX06005.BAS
REM ФАЙЛ ПРИМЕРА ТЕСТИРОВАЛСЯ В СИСТЕМЕ ПРОГРАММИРОВАНИЯ
REM QUICK BASIC ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ MICROSOFT WINDOWS 98
REM
REM ИЛЛЮСТРАЦИЯ ВВОДА-ВЫВОДА СРЕДСТВАМИ QUICK BASIC
REM
REM ВВОД ДАННЫХ О СЕБЕ
INPUT "ВАШ ВОЗРАСТ? "; AGE%
REM ВЫВОД И ОБРАБОТКА ДАННЫХ
PRINT "ДОБРЫЙ ДЕНЬ, ";
IF AGE% < 40 THEN PRINT "МОЛОДОЙ ЧЕЛОВЕК!" ELSE PRINT "ПАПАША!"
INPUT "Press key Enter to Exit...", JUNK
STOP
END

6.2.4. Ввод средствами языка Perl

Для чтения из файла или стандартного потока ввода (обычно это клавиатура) используется операция "ромб" ( <> ), которой в качестве операнда передаётся дескриптор файла, а в случае ввода данных с клавиатуры - никакого операнда. Также для ввода данных со стандартного потока используется предопределённый дескриптор файла STDIN (см. таблицу 6.1). Рассмотрим ввод этими средствами поподробнее:

6.2.4.1. Операция "ромб"

Основное предназначение операции - прочитать одну строку или все строки файла, дескриптор которого представляет собой операнд этой операции. Синтаксис этой операции следующий:

$"переменная" = <"дескриптор">

или

@"переменная" = <"дескриптор">

В этих синтаксических конструкциях значение (операнд) "дескриптор" для оператора ввода с клавиатуры опускается или заменяется ключевым словом STDIN.

В первой конструкции в скалярную переменную записывается одна (очередная) строка из файла либо со стандартного потока ввода (до первого появления в строке файла псевдосимвола "EOL" ). Во второй конструкции читаются все (оставшиеся) строки из файла.

Особо отметим, что операция <> без операнда при первом своём появлении проверяет, пуст ли массив операндов программы @ARGV. Если он пуст, то программа переходит в режим ожидания ввода со стандартного устройства, то есть эта операция аналогична конструкции: <STDIN>. Если же этот массив не пуст, то программа трактует каждый параметр в строке как имя файла и считает, что строки этих файлов есть то, что пользователь вводит на стандартном устройстве ввода.

Например, программа из примера 6.6 выводит на экран все строки файлов, перечисленные после него.

Пример 6.6

#!perl -w
# Файл ex06006.pl выводит в стандартный
# поток вывода все строки файлов, перечисленных
# после него
#
# Пример тестировался на компиляторе ActiveState
# Perl 5.8.0
#
while( $line = <> )
{
	print $line;
}
print STDERR "\nPress key Enter to Exit..";
$junk = <STDIN>

Так, конструкция [6.3] просто распечатывает самого себя (файл).

perl ex06006.pl ex06006.pl

Приведём ещё примеры ввода-вывода стандартными средствами языка Perl:

Пример 6.7

#!perl -w
# File ex06007.pl
# Реализация примера 06.004 на языке Perl
#
# Пример тестировался на компиляторе ActiveState
# Perl 5.8.0
#
print "\nВведите число: ";
$ivalue = <STDIN>;
print "\nВведённое значение: $ivalue";
# Завершение работы
print STDERR "\nPress key Enter to Exit...";
$junk = <STDIN>;
# Конец файла

Пример 6.8

#!perl -w
# File ex06008.pl
# Проверка на наличие ключей, переданных программе
#
# Пример тестировался на компиляторе ActiveState
# Perl 5.8.0
#
while( $_ = $ARGV[0], /^-/)
{
	if(/^-d/||/^-s/||/^-e/)
	{
		print $ARGV[0]."\n";
	}
	else
	{
		print "\nНеизвестный ключ $ARGV[0]\n";
	}
	shift;
}
# Завершение работы
print STDERR "\nPress key Enter to Exit...";
$junk = <STDIN>;
# Конец файла

При вычислении условий цикла while осуществляется присвоение переменной "$_" значения первого элемента массива @ARGV, и проверка наличия дефиса (-) в качестве первого символа (оператор /^-/ ). Далее оператор if проверяет содержимое переменной $_ на соответствие известным опциям. Функция shift удаляет из массива @ARGV первое значение, сдвигая оставшиеся в нём элементы влево.

6.2.4.2. Выполнение системных команд

Заключённая в обратные апострофы (`) строка или выражение, находящееся внутри записи операции "qx{…}", вызывает выполнение команды операционной системы. Когда интерпретатор Perl встречает строковый литерал в обратных апострофах, то, после подстановки значений скалярных переменных и элементов массива, интерпретатор передаёт получившуюся строку как команду на выполнение операционной системе.

Операция заключения строки символов в обратные апострофы различает скалярный и списковый контексты. В скалярном контексте возвращается одна строка, содержащая в себе весь вывод на экран монитора, включая псевдосимволы "EOL". В списковом контексте возвращается список значений. Каждый элемент списка содержит одну строку вывода выполненной команды операционной системы.

В списковом контексте разбиение вывода команды операционной системы на элементы списка выполняется в соответствии со значением переменной "$/", являющимся разделителем. По-умолчанию это значение - "\n" ("EOL"). Если этой переменной присвоить другое значение, то будет использовано это значение для разбиения "вывода на строки". Этим разделителем может быть любая последовательность символов.

Приведём примеры выполнения операции ввода с использованием обратных апострофов.

Пример 6.9.

#!perl -w
# File ex06009.pl
# Пример тестировался на компиляторе ActiveState
# Perl 5.8.0
#
# Операция заключения в обратные кавычки
# в скалярном и списковом контекстах.
$command = "dir"; # Печать содержимого каталога
$scalar = `$command`; # Скалярный контекст
@list = `$command`; # Списковый контекст
print "\nСодержимое скалярной переменной\n";
print "-"x80;
print $scalar;
print "-"x80;
print "\nСодержимое трёх первых строк вывода\n";
print $list[0].$list[1].$list[2]."\n";
print "-"x80;
# Завершение работы
print "\n";
print STDERR "\nPress key Enter to Exit...";
$junk = <STDIN>;
# Конец файла

Пример 6.10.

#perl -w
#
# Программа для перевода имён файлов в MS WINDOWS в верхний регистр.
#
# Синтаксис:
# >perl ex06010.pl [аргументы…]
#
# где аргументы - имена файлов и каталогов
#
# ЗАМЕЧАНИЕ:
# Функция не переименовывает файлы и каталоги, в именах которых
# есть умляуты и кириллические символы
#
# Пример тестировался на компиляторе ActiveState
# Perl 5.8.0
#
#
$oldFileName = shift() or die "\nNo arguments";	# Читаем первый параметр скрипта
while( 1 )
{
# Цикл ПОКА есть параметры скрипта в командной строке
#
	$newFileName = uc( $oldFileName);		# Все символы в имени - в верхний регистр!
	qx{ren $oldFileName $newFileName};	# Переименование файла
	$oldFileNane = shift() or die"\nThe End of a script";		# Читаем следующий параметр скрипта или выход
}
# Конец процедуры

Пример 6.11.

#perl -w
#
# Программа для перевода имён файлов в MS WINDOWS в нижний регистр.
#
# Синтаксис:
# >perl ex06011.pl [аргументы…]
#
# где аргументы - имена файлов и каталогов
#
# ЗАМЕЧАНИЕ:
# Функция не переименовывает файлы и каталоги, в именах которых
# есть умляуты и кириллические символы
#
# Пример тестировался на компиляторе ActiveState
# Perl 5.8.0
#
#
$oldFileName = shift() or die "\nNo arguments";	# Читаем первый параметр скрипта
while( 1 )
{
# Цикл ПОКА есть параметры скрипта в командной строке
#
	$newFileName = lc( $oldFileName);	# Все символы в имени - в нижний регистр!
	qx{ren $oldFileName $newFileName};	# Переименование файла
	$oldFileNane = shift() or die"\nThe End of a script";		# Читаем следующий параметр скрипта или выход
}
# Конец процедуры

6.2.4.3. Ещё одно применение операции "ромб"

Ещё одно применение операции "ромб" состоит в получении имён файлов определённого каталога, удовлетворяющему заданному шаблону. В скалярном контексте "ромб" возвращает первое найденное имя файла в текущем каталоге, в списковом контексте - список имён всех файлов, удовлетворяющих заданному шаблону. В шаблонах допускается использовать метасимволы "*" и "?".

Пример иллюстрирует печать имён всех файлов с расширением "*.pl"

Пример 6.12.

#!perl -w
# File ex06012.pl
# печать имён всех файлов с расширением "*.pl"
#
# Пример тестировался на компиляторе ActiveState
# Perl 5.8.0
#
while ( $file = <*.pl> )
{
	print "$file\n";
}
# Завершение работы
print STDERR "\nPress key Enter to Exit...";
$junk = <STDIN>;
# Конец файла

6.2.5. Ввод средствами языка Python

Для ввода строки символов с клавиатуры используется встроенная функция raw_input. Её описание смотри ниже.

Пример 6.13.

#! %PYTHON%/python
# -*- coding: cp866 -*-
# Пример тестировался на компиляторе ActiveState
# Python 2.5.
#
# Файл ex06013.py
def ex06013():
	while 1:
# Попытка ввода целого числа
		try:
			print 'Введите целое число: '
			number = int( raw_input() )
			break
		except	ValueError:
			print "Вы ошиблись. Попробуйте ещё раз..."
	print 'Введённое значение - %10d' % number;
# Завершение программы
	junk = raw_input( 'Press key Enter to Exit...')
# Конец программы

Пример 6.14.

#! %PYTHON%/python
# -*- coding: cp866 -*-
# Пример тестировался на компиляторе ActiveState
# Python 2.5.
#
# Файл ex06014.py
def ask_ok(prompt, retries=4, complaint='Да или Нет, пожалуйста!'):
	while 1:
		ok = raw_input( prompt )
		if ok in ('д', 'да', 'Д', 'Да'): return 1
		if ok in ('н', 'не', 'нет', 'Н', 'НЕ', 'НЕТ', 'Нет'): return 0
		retries = retries - 1
		if retries < 0:
			raise IOError(
				'Пользователь отказывается отвечать')
		print complaint
def ex06014():
	print 'Начало функции'
	ok = ask_ok('Да или Нет? ')
	if ok == 1 : print 'нажато Да'
	if ok == 0 : print 'нажато Нет'
# Завершение программы
	junk = raw_input( 'Press key Enter to Exit...')
# Конец программы

6.2.6. Ввод средствами языка Turbo Prolog

Для ввода символов с консоли в языке Turbo Prolog существуют следующие функции.

Пример функции на языке Пролог для ввода числа (реализация алгоритма из примера 6.4).

Пример 6.15.

/* Файл ex06015.pro */
/* Пример тестировался в системе программировани
   Borland Turbo Prolog 2.0 */
domains
/* Описываем переменные */
	IValue = integer
goal
/* Выполняем функцию */
	write( "\nВведите число: "), readint( IValue ),nl,
	writef( "\nВведённое число -- %d", IValue ), nl,
	write( "Press key Enter to Exit..." ), readchar( _ ).

6.2.7. Ввод средствами языка VBScript

Для ввода символов с консоли в языке VBScript существуют следующие функции.

Пример функции на языке Visual Basic Script для ввода числа (реализация алгоритма из примера 6.4).

Пример 6.16.

'*****************************************************************
' Имя: ex06016.vbs
' Язык: VBScript операционной системы Microsoft Windows XP
' Описание: Пример функции для чтения и вывода целого числа
'*****************************************************************
Option Explicit
Dim s, junk ' Определение переменных
WScript.StdOut.Write( "Введите число (до 4-х символов): ")
s = WScript.StdIn.Read(4)
WScript.Echo vbCrLf  "Введённое число - "  s  vbCrLf
' Завершение работы с программой (только CScript)
WScript.StdErr.WriteLine( "Press key Enter to Exit...")
junk = WScript.StdIn.ReadLine()
'*************  Конец ********************************************

6.2.8. Ввод средствами языка Java

Автор рекомендует для ввода данных с клавиатуры на языке Java использовать класс SavitchIn, описанный в Приложении №4 к данной лекции. Ниже приведён пример на языке Java реализации алгоритма из примера 6.4.

Пример 6.17.

/* File ex06017.java */
/* Пример тестировался на компиляторе Sun J2EE SDK 1.6 (Windows) */
/* Данный пример требует наличие компилированного класса SavitchIn */
import java.io.*;
import java.util.*;
// Файл ex06017.java
public class ex06017
{
	public static void main( String[] args )
	{
		int iValue;
		String junk;
		System.out.print( "Введите целое число: " );
		iValue = SavitchIn.readLineInt();
		System.out.println( "Введённое число -- " + iValue );
/* Завершение работы программы */
		System.out.println( "Press key Enter to exit..." );
		junk = SavitchIn.readLine();
	}
}

6.3. Резюме стандартного буферизированного ввода-вывода

На данной лекции Вы ознакомились с поточным (буферизированным) вводом-выводом, изучили функции потокового ввода на разных языках программирования, и научились писать программы с их использованием. На следующей лекции Вы закрепите материал по потоковому вводу-выводу, а затем узнаете о функциях открытия, закрытия и манипуляциями файлового буфера.

На данной лекции автор специально опускает материал, касающийся организации потокового ввода-вывода на языке Ассемблер, поскольку эти функции в нём реализованы не очевидно, и разбор их работы требует отдельного курса лекций.

В заключение отмечу, что при помощи функций буферизированного ввода-вывода очень легко писать программы - фильтры для работы в командной строке операционной системы. Именно функции потокового ввода-вывода являются "переносимыми между всеми платформами и операционными системами".

6.4. Приложение №1. Описание функций sprintf и sscanf

int scanf( format_string[,argument…] );
char *format_string;

char *gets( s );
char *s;

int getc( stream );
FILE *stream;

Более подробное описание функций ввода на языке Си смотрите [3].

6.5. Приложение №2. Описание опций формата функций scanf и printf

СПЕЦИФИКАЦИЯ ФОРМАТА ФУНКЦИИ PRINTF

СИНТАКСИС: %[flags][width][.precision][F|N|h|l|L]type, где

Спецификация форматов не содержит внутри себя пробелы, каждое её поле - одиночный символ или число. Символ type, который появляется после последнего поля формата, должен соответствовать типу выводимых значений переменной;

значение символа type указано в таблице 6.3;

СПЕЦИФИКАЦИЯ ФОРМАТА ФУНКЦИИ SCANF

СИНТАКСИС: %[*][width][F|N][h|l|L]type, где

Описание строки форматов функции writef на языке PROLOG:

Более подробное описание форматов функций printf и scanf языка Си смотрите [3], а функции writef языка Turbo Prolog - в [53].

6.6. Приложение №3. Описание функций потокового ввода-вывода средствами языка C++

Для потокового ввода-вывода данных (например, при чтении из стандартного потока или при записи в стандартный поток вывода или ошибок) используются следующие функции, являющиеся методами классов istream и ostream

istream.get( ch );
char ch;

istream.get( p, n, z='\n' );
char *p;
int n;
int z;

istream.ignore( Limit = 1, Delim = EOF );
int Limit;
int Delim;

ostream.put( ch );
char ch;

ostream.write( buf, n);
const char *buf;
int n;

Дополнительную информацию о функциях и операторах потокового ввода-вывода данных в C++ смотри [10, 30]

6.7. Приложение №4. Описание класса SavitchIn из [26]

Класс, обеспечивающий ввод данных с консольного устройства. Данный класс был разработан автором [26] Уолтером Савитчем для некоммерческого использования с целью обучения программированию. Сайт учебного пособия [26] (на английском языке) расположен по адресу: http://www.cse.ucsd.edu/users/savitch/books/cs1.java//

Класс предназначен, главным образом, для простого консольного ввода данных (по одному значению на строку). Если пользователь вводит некорректное значение, т.е. значение неверного типа или пустую строку, пользователю предлагается повторить ввод данного, и разъясняется, что именно от него требуется. Класс также включает некоторые дополнительные методы ввода одинарных чисел, слов и отдельных символов без перехода на следующую строку.

Данный класс включает в себя следующие функции:

Текст функций данного класса (на языке Java) смотри в архиве примеров к данному курсу или приведённой выше ссылки Интернета.