3. Понятие файла. Функции работы с файлами

Файлом в С++, с одной стороны, называется последовательность байт, ограниченная стандартной константой EOF – признаком конца файла, с другой стороны, файлом называют некоторое пространство (объём памяти) на жёстком диске или некотором носителе. Таким образом, работа с файлами (запись в файл информации, чтение данных из файла) невозможна без создания потоков.

При работе с файлами создается указатель на поток байтов. Этот поток может быть направлен из ОП на жёсткий диск при записи информации в файл или в ОП с жесткого диска при чтении информации из файла. Кроме того, при чтении или записи информации в файл особое место занимает переменная, которая носит название «указатель файла». Указатель файла определяет позицию (номер байта) в файле, начиная с которой записывается или считывается некоторая порция информации. Следовательно, указатель файла – это адрес байта, который предназначен

для текущей обработки.

В языке С++ работают с потоками (файлами) двух видов: текстовыми и двоичными. Текстовый поток – последовательность символов. В данном разделе такие потоки рассматриваться не будут. Двоичный поток – это последовательность байтов, соответствующая байтам на внешнем устройстве. Далее рассматривается работа именно с такими потоками.

Объявление указателя на поток, который может быть направлен на жесткий диск (файл) записывается в виде:

FILE *<имя_указателя>;

Слово FILE – стандартное имя структурного типа, описанного в головном файле stdio.h. В этой структуре содержится вся необходимая информация для работы с файлами (например, указатель файла и др.).

Следующий этап – это открытие потока с помощью стандартной функции fopen(). Форма открытия потока:

<имя_указателя_на_поток>=fopen(<имя_файла>,<режим_открытия_файла>);

<имя_файла> – строковая величина следующего формата. "<имя>.<расширение>" определяет имя физического файла расположенного на диске. <имя> файла – полный путь к файлу с указанием имени диска и имён папок, в которых находится этот файл. Полный путь записывается в случае, если открываемый файл находится не в одной папке с исполняемой программой. Под строкой <расширение> понимается тип файла.

<режим_открытия_файла> – строковая величина, определяющая режим работы с открытым файлом. Режимы открытия файлов даны в табл.11.

Таблица 11
Параметр	Режим
1	2
"r"	Файл открывается только для чтения: если файла с указанным именем не существует, то его открытие приведет к остановке программы; если открываемый файл с указанным именем существует, то открывается для чтения
"w"	Файл открывается только для записи: если файла с указанным именем не существует, то он создаётся в той же папке, что и исполняемая программа; если открываемый файл с указанным именем уже существует, то вся информация из этого файла удаляется. В этот файл можно только записывать информацию
"а"	Файл открывается для добавления данных: если файл с указанным именем существует, то данные будут записываться в конец файла; если файла с указанным именем не существует, то он создаётся, и в него может только записываться информация
Продолжение таблицы 11
1	2
"r+"	Файл открывается для чтения и записи. Информация записывается с того места, на которое ссылается указатель файла
"w+"	Файл создаётся для чтения и записи. Информация записывается с того места, на которое ссылается указатель файла
"a+"	Файл открывается для добавления данных и чтения

Если файл не может быть открыт по какой-либо причине, то функция fopen() возвращает значение NULL.

Конструкция, позволяющая открыть файл. Если файл невозможно открыть, то работа программы будет корректно завершена:

FILE*pf;

if((pf=fopen("my_file.dat", "r+”)) = = NULL)

{

printf("файл не открыт\n"); return 1;

}

Если поток (файл) открыт удачно, то можно записывать или считывать информацию с жесткого диска (файла) с помощью функций fwrite() или fread(). Формат записи этих функций выглядит следующим образом.

Функция чтения блока данных из файла:

i=fread(<адрес_буфера>,<объем_данных_блока>,<число_читаемых_блоков>, <указатель на поток>);

Здесь i – переменная типа int; i = 1, если было произведено чтение из файла; i = 0, если чтение из файла невозможно; <адрес_буфера> – адрес переменной-буфера в ОП, по которому записываются читаемые данные из файла; <объем_данных_блока> – объем в байтах читаемых в буфер данных из файла; <число_читаемых_блоков> – количество блоков, читаемых из файла. Размер каждого блока указывается в параметре <объем_данных_блока>. <указатель на поток> – указатель на файл.

Функция записи в файл:

i=fwrite(<адрес_буфера>,<объем_данных_блока>,<число_записываемых_блоков>, <указатель на поток>);

Здесь i – переменная типа int; i = 1, если была произведена запись в файл; i = 0, если записи не было; <адрес_буфера> – адрес переменной-буфера в ОП, из которого считываются данные в файл; <объем_данных_блока> – объем в байтах записываемых данных в файл из буфера; <число_читаемых_блоков> – количество блоков, записываемых в файл. Размер каждого блока указывается в предыдущем параметре <объем_данных_блока>. <указатель на поток> – указатель на файл.

При чтении из файла поток направляется с внешнего устройства на ОП. При записи в файл поток направляется из ОП на внешнее устройство. Данные читаются и записывают в ту позицию, на которую указывает указатель файла. Форма записи функции установки указателя файла в заданную позицию:

i = fseek (<указатель_на_поток>, <смещение>, <стартовая_позиция>) ;

Здесь i – переменная типа int; i = 1, если смещение произошло, i = 0, если, например, произошло смещение за пределы файла; <указатель на поток> – указатель на открытый поток; <смещение> (длинное целое) – значение, которое определяет, на сколько байт от стартовой позиции будет смещён указатель файла. Если <смещение> больше нуля, то смещение производится к концу файла, если меньше нуля, то смещение происходит к началу файла. Нужно учитывать то, что автоматически не определяется, был ли указатель перемещен за пределы файла.

<стартовая_позиция> – одна из констант:

SEEK_SET (или 0) – установка указателя файла на нулевой байт файла;

SEEK_CUR (или 1) – определение текущей позиции указателя файла;

SEEK_END (или 2) – установка указателя файла на последний байт файла.

В конце работы необходимо закрыть открытый поток с помощью стандартной функции fclose(). Формат её записи:

fclose(<имя_указателя_на_поток>);

Функции работы с файлами описаны в головном файле stdio.h. Примеры обращения к некоторым из них приведены в табл12.

Таблица 12
Функция	Форма обращения к функции
1	2
fopen	pf=fopen("my_file.dat", "r+"); pf – указатель на поток; "my_file.dat" – имя файла; "r+" – файл открывается в режиме чтения/записи
fgetc	ch=fgetc(pf); pf – указатель на поток; считывает один символ в переменную ch (тип char) из файла pf. Если достигнут конец файла, то в ch записывается константа EOF
fputc	сh1=fputc(ch, pf); pf – указатель на поток; записывает один символ в файл pf из переменной ch (тип char). Если запись произошла, то в ch1 (тип char) возвращается записанный символ, в противном случае в ch1 записывается константа EOF
getw	i=getw(pf); pf – указатель на поток; считывает целое число в переменную i (тип int) из файла pf. Если достигнут конец файла, то в i записывается константа EOF
putw	i1=putw(i, pf); pf – указатель на поток; записывает целое число в файл pf из переменной i (тип int). Если запись произошла, то в i1 (тип int) возвращается записанное число, в противном случае в i1 записывается константа EOF
fwrite	i=fwrite(&buf, sizeof(block),num_block, pf); &buf – адрес буферной переменной; sizeof(block) – объем записываемых данных из переменой buf в файл; num_block – переменная типа int (число записываемых блоков); pf – указатель на файл
Продолжение таблицы 12
1	2
fread	i=fread(&buf, sizeof(block),num_block, pf); &buf – адрес буферной переменной; sizeof(block) – объем читаемых данных в переменную buf из файла; num_block – переменная типа int (число читаемых блоков); pf – указатель на файл, из которого читается информация
fseek	i=fseek(pf, -5, SEEK_END); pf – указатель на поток; -5 – смещение к началу файла; SEEK_END – смещение производится с последнего байта файла
rewind	rewind(pf); pf – указатель на поток; возвращает указатель на нулевой байт файла pf
ftell	li=ftell(pf); pf – указатель на поток; в переменную li (тип long int) возвращается значение указателя текущей позиции в файле pf
fclose	fclose(pf); pf – имя_указателя_на_поток
remove	remove ("my_file.dat"); Удаляет файл с именем "my_file.dat"

Для нахождения длины файла в байтах можно определить конструкцию:

FILE *pf;

long int n;

if((pf=fopen("my_file.dat", "r+”)) = = NULL)

{

printf("файл не открыт\n");

return 1;

}

fseek(pf, 0, SEEK_END); //указатель файла на последнем байте файла

n=ftell(pf); //в переменной n – значение указателя файла, т.е.

//количество байт в файле

rewind(pf); //перемещение указателя файла в начало файла