Файлом называют способ хранения информации на физическом устройстве. Файл - это понятие, которое применимо ко всему - от файла на диске до терминала.
В языке Си отсутствуют операторы для работы с файлами. Все необходимые действия выполняются с помощью функций, включенных в стандартную библиотеку. Они позволяют работать с различными устройствами, такими, как диски, принтер, коммуникационные каналы и т.д. Эти устройства сильно отличаются друг от друга. Однако файловая система преобразует их в единое абстрактное логическое устройство, называемое потоком.
В Си существует два типа потоков: текстовые (text) и двоичные (binary).
Текстовый поток - это последовательность символов. При передаче символов из потока на экран, часть из них не выводится (например, символ возврата каретки, перевода строки).
Двоичный поток - это последовательность байтов, которые однозначно соответствуют тому, что находится на внешнем устройстве.
Прежде чем читать или записывать информацию в файл, он должен быть открыт и тем самым связан с потоком. Это можно сделать с помощью библиотечной функции fopen( ). Она берет внешнее представление файла (например, c:\my_prog.txt) и связывает его с внутренним логическим именем, которое используется далее в программе. Логическое имя - это указатель на требуемый файл. Его необходимо определить; делается это, например, так:
FILE *fp;
Здесь FILE - имя типа, описанное в стандартном заголовочном файле stdio.h, fp - указатель на файл. Обращение к функции fopen( ) в программе осуществляется выражением:
fp = fopen(спецификация файла, "способ использования файла");
Спецификация файла (т.е. имя файла и путь к нему) может, например, иметь вид: "c:\\my_prog.txt" - для файла my_prog.txt на диске с:.
Способ использования файла задается следующими символами:
r - открыть существующий файл для чтения; w - создать новый файл для записи (если файл с указанным именем существует, то он будет переписан); а - дополнить файл (открыть существующий файл для записи информации, начиная с конца файла, или создать файл, если он не существует);
r+ - открыть существующий файл для чтения и записи; w+ - создать новый файл для чтения и записи; a+ - дополнить или создать файл с возможностью чтения и записи;
rb - открыть двоичный файл для чтения; wb - создать двоичный файл для записи; аb - дополнить двоичный файл;
r+b - открыть двоичный файл для чтения и записи; w+b - создать двоичный файл для чтения и записи; а+b - дополнить двоичный файл с предоставлением возможности чтения и записи;
rt - открыть текстовой файл для чтения; wt - создать текстовый файл для записи; at - дополнить текстовый файл;
r+t - открыть текстовой файл для чтения и записи; w+t - создать текстовый файл для чтения и записи; a+t - дополнить текстовый файл с предоставлением возможности записи и чтения.
Если режим t или b не задан (например, r, w или а), то он определяется значением глобальной переменной _fmode. Если fmode=0_BINARY, то файлы открываются в двоичном режиме, а если _fmode=0_TEXT - в текстовом режиме. Константы 0_BINARY и 0_ТЕXТ определены в файле fcntl.h.
Строки вида r+b можно записывать и в другой форме: rb+.
Если в результате обращения к функции fopen( ) возникает ошибка, то она возвращает константу NULL.
Рекомендуется использовать следующий способ открытия файла:
if ((fp = fopen("c:\\my_prog.txt", "rt")) == NULL)
{
puts("Открыть файл не удалось\n");
exit(1);
}
После окончания работы с файлом он должен быть закрыт. Это делается с помощью библиотечной функции fclose( ). Она имеет следующий прототип:
int fclose(FILE *fp);
При успешном завершении операции функция fclose( ) возвращает значение нуль. Любое другое значение свидетельствует об ошибке.
Рассмотрим другие библиотечные функции, используемые для работы с файлами (все они описаны в файле stdio.h):
1. Функция putc( ) записывает символ в файл и имеет следующий прототип:
int putc(int с, FILE *fp);
Здесь fp - указатель на файл, возвращенный функцией fopen( ), с - символ для записи (переменная с имеет тип int, но используется только младший байт). При успешном завершении putc( ) возвращает записанный символ, в противном случае возвращается константа EOF. Она определена в файле stdio.h и имеет значение -1.
2. Функция getc( ) читает символ из файла и имеет следующий прототип:
int getc(FILE *fp);
Здесь fp - указатель на файл, возвращенный функцией fopen( ). Эта функция возвращает прочитанный символ. Соответствующее значение имеет тип int, но старший байт равен нулю. Если достигнут конец файла, то getc( ) возвращает значение ЕОF.
3. Функция feof( ) определяет конец файла при чтении двоичных данных и имеет следующий прототип:
int feof(FILE *fp);
Здесь fp - указатель на файл, возвращенный функцией fopen( ). При достижении конца файла возвращается ненулевое значение, в противном случае возвращается 0.
4. Функция fputs( ) записывает строку символов в файл. Она отличается от функции puts( ) только тем, что в качестве второго параметра должен быть записан указатель на переменную файлового типа.
Например:
fputs("Ехаmple", fp);
При возникновении ошибки возвращается значение EOF.
5. Функция fgets( ) читает строку символов из файла. Она отличается от функции gets( ) тем, что в качестве второго параметра должно быть указано максимальное число вводимых символов плюс единица, а в качестве третьего - указатель на переменную файлового типа. Строка считывается целиком, если ее длина не превышает указанного числа символов, в противном случае функция возвращает только заданное число символов.
Рассмотрим пример:
fgets(string, n, fp);
Функция возвращает указатель на строку string при успешном завершении и константу NULL в случае ошибки либо достижения конца файла.
6. Функция fprintf( ) выполняет те же действия, что и функция printf( ), но работает с файлом. Ее отличием является то, что в качестве первого параметра задается указатель на переменную файлового типа.
Например:
fprintf(fp, "%х",а);
7. Функция fscanf( ) выполняет те же действия, что и функция scanf(), но работает с файлом. Ее отличием является то, что в качестве первого параметра задается указатель на переменную файлового типа.
Например:
fscanf(fp, "%х", &a);
При достижении конца файла возвращается значение EOF.
8. Функция fseek( ) позволяет выполнять чтение и запись с произвольным доступом и имеет следующий прототип:
int fseek(FILE *fp, long count, int access);
Здесь fp - указатель на файл, возвращенный функцией fopen( ), count - номер байта относительно заданной начальной позиции, начиная с которого будет выполняться операция, access - способ задания начальной позиции.
Переменная access может принимать следующие значения:
0 - начальная позиция задана в начале файла; 1 - начальная позиция считается текущей; 2 - начальная позиция задана в конце файла.
При успешном завершении возвращается нуль, при ошибке - ненулевое значение.
9. Функция ferror( ) позволяет проверить правильность выполнения последней операции при работе с файлами. Имеет следующий прототип:
int ferror(FILE *fp);
В случае ошибки возвращается ненулевое значение, в противном случае возвращается нуль.
10. Функция remove( ) удаляет файл и имеет следующий прототип:
int remove(char *file_name);
Здесь file_name - указатель на строку со спецификацией файла. При успешном завершении возвращается нуль, в противном случае возвращается ненулевое значение.
11. Функция rewind( ) устанавливает указатель текущей позиции в начало файла и имеет следующий прототип:
void rewind(FILE *fp);
12. Функция fread( ) предназначена для чтения блоков данных из потока. Имеет прототип:
unsigned fread(void *ptr, unsigned size, unsigned n, FILE *fp);
Она читает n элементов данных, длиной size байт каждый, из заданного входного потока fp в блок, на который указывает указатель ptr. Общее число прочитанных байтов равно произведению n*size. При успешном завершении функция fread( ) возвращает число прочитанных элементов данных, при ошибке - 0.
13. Функция fwrite( ) предназначена для записи в файл блоков данных. Имеет прототип:
unsigned fwrite(void *ptr, unsigned size, unsigned n, FILE *fp);
Она добавляет n элементов данных, длиной size байт каждый, в заданный выходной файл fp. Данные записываются с позиции, на которую указывает указатель ptr. При успешном завершении операции функция fwrite( ) возвращает число записанных элементов данных, при ошибке - неверное число элементов данных.
В языке Си имеются пять стандартных файлов со следующими логическими именами:
stdin - для ввода данных из стандартного входного потока (по умолчанию - c клавиатуры); stdout - для вывода данных в стандартный выходной поток (по умолчанию - на экран дисплея); stderr - файл для вывода сообщений об ошибках (всегда связан с экраном дисплея); stdprn - для вывода данных на принтер; stdaus - для ввода и вывода данных в коммуникационный канал.
В языке Си имеется также система низкоуровневого ввода/вывода (без буферизации и форматирования данных), соответствующая стандарту системы UNIX. Прототипы составляющих ее функций находятся в файле io.h. К этим функциям относятся:
