Задания

Лабораторная работа № 12. Работа с файлами

Цель работы: познакомить с понятием файлового типа данных (типизированные, текстовые и нетипизированные файлы); выработать навыки работы с файловым типом данных в языке программирования Pascal. научиться считывать информацию из файлов, записывать информацию в файл; научится решать задачи с использованием файлов

Общие сведения

Файл представляет собой структурированный тип данных, содержащий последовательность компонентов одного типа и одной длины. Число элементов в файле (длина файла) не фиксировано. Это является основным отличием файла от массива.

Файл можно представить как ленту, у которой есть начало, а конец не фиксирован. Элементы файла записываются на эту ленту последовательно, друг за другом с помощью некоторого устройства - указателя файла. При чтении или записи этот указатель перемещается к следующему элементу и делает его доступным для обработки. В каждый момент доступен для чтения или записи только тот элемент файла, на который установлен указатель.

Текстовый файл можно рассматривать как последовательность символов, разбитую на строки длиной от 0 до 256 символов. Для описания используется стандартный тип Text:

Var

F: text;{F - файловая переменная}

Каждая строка завершается маркером конца строки. На практике такой маркер представляет собой последовательность из двух символов: перевод строки chr(13) и возврат каретки chr(10). Эти два символа задают стандартные действия по управлению текстовыми файлами. Открываемые по умолчанию стандартные файлы Input и Output в модуле System имеют тип Text. У текстовых файлов есть своя специфика. Специальные расширения стандартных процедур чтения (Read) и записи (Write) разрешают работать со значениями несимвольного типа. Другими словами, последовательность символов автоматически преобразуется к значению того типа переменной, которая используется в файловых операциях.

Вызов Read(F, Ww), где Ww – переменная типа word, осуществляет чтение из файла F последовательности цифр, которая затем интерпретируется в число, значение которого и будет присвоено переменной Ww. В случае если вместо последовательности цифр идет любая другая последовательность символов, использование такого оператора приводит к ошибке выполнения программы. Открытие текстового файла можно произвести двумя стандартными способами:

- поставить в соответствие файловой переменной имя файла (процедура Assign), открыть новый текстовый файл (процедура Rewrite);

- поставить в соответствие файловой переменной имя файла (процедура Assign), открыть уже существующий файл (процедура Reset).

Текстовый файл в силу своей специфики во время работы допускает только один вид операции: чтение или запись. В связи с этим для работы с текстовыми файлами используется еще одна процедура открытия файла:

Append(vaг F : text);

Эта процедура открывает уже существующий файл и позиционирует указатель обработки на конец файла. После этого в текстовый файл можно только добавлять информацию, причем только в конец файла. На процедуру Append накладываются те же ограничения, что и на процедуры Reset и Rewrite.

Для обработки текстовых файлов используются процедуры Read и Write, обеспечивающие соответственно чтение и запись одной строки и более в текстовый файл. Использование специальных разделителей строк позволило ввести в состав языковых средств еще две процедуры: Readln, выполняющую те же действия, что и Read, и дополнительно – чтение до маркера конца строки и переход к новой строке; Writeln, обеспечивающую запись всех величин с обязательной установкой маркера конца строки в файл.

Процедура Read обеспечивает ввод данных общим потоком из одной строки, a Readln приводит к обязательному переходу к следующей строке текстового файла, т. е. ввод данных осуществляется из различных строк. Все вышесказанное в равной мере относится к операциям записи с помощью процедур Write и Writeln.

При организации операций ввода-вывода используются специальные языковые средства в виде функций Eoln, Eof, SeekEoln, SeekEof.

Функция Eoln(var F: text) возвращает булевское значение True, если текущая файловая позиция находится на маркере конца строки или вызов Eof(F) вернул значение True. Во всех остальных случаях значение функции будет False.

Функция Eof(var F: text) возвращает булевское значение True, если указатель конца файла находится сразу за последним компонентом, и False – в противном случае.

Функция SeekEoln(var F: text) возвращает булевское значение True при достижении маркера конца строки, причем указатель файла пропускает все пробелы и знаки табуляции, предшествующие маркеру. В противном случае функция возвращает значение False.

Функция SeekEof(var F: text) возвращает значение True, если указатель файла находится на маркере конца файла. Эта функция также пропускает все пробелы и знаки табуляции, предшествующие маркеру, и выполняет автоматический пропуск маркера конца строки. Характерным примером использования этих функций может служить чтение числовых величин из текстового файла, когда необходимо пропустить обработку разделяющих эти числа пробелов или знаков табуляции.

Пример

Переписать из текстового файла f в файл g строки в перевернутом виде, порядок строк должен быть обратным.

Этапы решения задачи:

1. Будем считывать файл f построчно и, перевертывая строки будем записывать их в массив, далее создадим файл и заполним его строками из массива меняя порядок строк на обратный.

2. Составим блок -схему программы.

Содержимое самих блоков не должно вызвать больших затруднений в смысловом понимании, главное здесь это - техническая реализации на языке Паскаль, поэтому запишем реализации каждого блока на Паскале.

а) "Считываем строки из файла F" assign(f,'input.dat'); reset(f); while not eof(f) do begin readln(f,st); end; б) "Переворачиваем строки и записываем их в массив" st1:=''; for i:= 1 to length(st) do st1:= st[i]+st1; m[k]:=st1; k:=k+1; в) "Записываем в файл g" assign(g,'output.dat'); rewrite(g); for i:= 1 to k do writeln(g,m[i]); 3. Программа целиком program example; var f,g:text; m:array[1..100] of string; k,i:integer; st,st1:string; begin assign(f,'input.dat'); reset(f); k:=0; while not eof(f) do begin readln(f,st); k:=k+1; st1:=''; for i:= 1 to length(st) do st1:= st[i]+st1; m[k]:=st1; end; assign(g,'output.dat'); rewrite(g); for i:= 1 to k do writeln(g,m[i]); end.

Типизированный файл определяется следующим образом

var FileVar: file of тип;

Где тип это или предопределенный или пользовательский типы. В качестве типов не могут фигурировать динамические структуры, такие как динамические массивы, длинные строки или любые указатели, поскольку все записи должны быть одинаковой длины и не должны указывать на внешние данные. Для обработки таких данных надо использовать нетипизированные файлы.

Наряду с ранее указанными процедурами нам надо знать еще об одной, это процедура Seek, которая не применима для текстовых файлов, а для типизированных файлов используется для перемещения указателя на нужную запись.

Для определения количества записей в файле можно использовать функцию FileSize, которая возвращает именно количество записей, а не длину файла, как это следует из ее названия.

Для определения текущей позиции в файле можно использовать функцию FilePos.

Для уменьшения длины файла можно использовать процедуру Truncate, которая обрезает файл по текущей позиции

Замечания по поводу открытия файлов, для этого используются две ранее описанные процедуры: ReWrite - создает новый файл для чтения/записи, если такой файл существует, то его длина устанавливается в ноль и Reset - открывает файл для чтения/записи и не изменяет его длины. Сразу видно различие в этих процедурах по отношению к текстовым файлам.

Для примеров возьмем любимую в ранних книгах по Паскалю, где в качестве примера использовался пример реализации телефонного справочника с помощью типизированных файлов или же подобные примеры для хранения персональных записей. Для этого определим следующий тип:

Type TPhoneRec = packed record PersonName: string[25]; Address: string[25]; Phone: string[16]; end;

Теперь переходим к демонстрационному примеру, определения типа повторять не будем. Напишем только основные функции работы с файлом, а визуализацию самих данных оставим за бортом, но для самой визуализации очень хорошо подходит TStringGrid.

Примеры работы с типизированными файлами: определение глобальных для модуля или программы переменных

Var PersonFile: file of TPhoneRec; // определили файл нашего типа DbOpen: Boolean; // флаг состояния базы PhonesCount: Integer // количество записей в базе // открытие базы и инициализация // не пытаться работать с базой если результат = FALSE function OpenDB(const DBName: string): Boolean; begin AssignFile(PersonFile, DBName); try Reset(PersonFile); // открываем базу PhonesCount := FileSize(PersonFile); // текущее количество записей DbOpen := TRUE; // открытие прошло нормально except PhonesCount := 0; DbOpen := FALSE; end; Result := DbOpen; end; // создание новой базы и инициализация // не пытаться работать с базой если результат = FALSE function CreateDB(const DBName: string): Boolean; begin AssignFile(PersonFile, DBName); try Rewrite(PersonFile);// открываем базу DbOpen := TRUE; // открытие прошло нормально except DbOpen := FALSE; end; PhonesCount := 0; // записей нет Result := DbOpen; end; // закрытие базы function CloseDB: Boolean; begin if DbOpen then CloseFile(PersonFile); end; // Удвлить все после указанной записи function TruncateDB(const RecNo: Integer); begin Seek(PersonFile, RecNo); Truncate(PersonFile); end; // Читать следующую, за указателем запись function ReadNextRec: TPersonRec; begin Read(PersonFile, Result); end; // Читать указанную запись function ReadRec(const RecNo: Integer): TPersonRec; begin Seek(PersonFile, RecNo); Result := ReadNextRec; end; // изменить следующую, за указателем запись procedure ModifyNextRec(const RecNo: Integer; const Rec: TPersonRec); begin Write(PersonFile, Rec); end; // изменить указанную запись procedure ModifyRec(const RecNo: Integer: const Rec: TPersonRec); begin Seek(PersonFile, RecNo); ModifyNextRec(Rec); end; // Добавить новую запись в конец файла procedure AddRec(const Rec: TPersonRec); begin Seek(PersonFile, PhonesCount); // переместиться на последнею запись ModifyNextRec(Rec); // и добавить запись PhonesCount := FileSize(PersonFile); // новое количество записей end;

Контрольные вопросы

1. Что такое файл? Какие существуют виды файлов?

2. Какими стандартными процедурами и функциями располагает Borland Pascal для работы с файлами?

3. Каково должно быть содержание программы по созданию файла и его корректировки (замена элементов, добавление элементов, удаление элементов)?

4. Каковы особенности работы с текстовыми файлами?

5. Каковы особенности работы с типизированными файлами?

6. Как подсчитать число строк в текстовом файле?

Задания

Работа с текстовыми файлами:

1. С помощью текстового редактора создать файл, содержащий текст, длина которого не превышает 1000 символов (длина строки текста не должна превышать 70 символов). Имя файла должно иметь расширение DAT. Написать программу, которая: