I file sequenziali in QBASIC

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1 I file 1 I file sequenziali in QBASIC Claudio Fornaro 24 febbraio 2003

2 2 I file 1. I file Un file è un area di memoria su un dispositivo di memoria di massa quale ad esempio un disco, ad essa è stato dato un nome per poterla identificare. Il sistema operativo non conosce la struttura interna del file né ne è interessato, per esso si tratta semplicemente di una sequenza di byte con un nome. Il sistema operativo è comunque in grado di leggere o scrivere dei byte da o sul file. Esistono sostanzialmente due tipi di file: file ad accesso sequenziale file ad accesso diretto (detti anche ad accesso casuale o random) In un file ad accesso sequenziale i dati sono scritti uno dopo l altro, poiché si possono scrivere valori di tipo diverso (e quindi di dimensione diversa) per accedere all elemento i-esimo è necessario leggere tutti i precedenti (non ho modo di sapere da quale byte (rispetto al primo byte del file) del file inizia l i-esimo dato essendo quelli intermedi di dimensione varia). In un file ad accesso diretto i dati hanno tutti la stessa dimensione: si definisce una struttura dati di dimensione (ossia un numero di byte) adeguata a contenere tutti i tipi di dati da considerare. Detta struttura si chiama record. Essendo i record di dimensione fissa (tutti ad esempio di 20 byte), per accedere all i-esimo dato basta accedere all i-esimo record che inizia alla posizione (cioè dal byte numero) i*dimensione_record (ad es. il 4 o record inizia dal byte 4*20=160, essendo il primo byte del file il numero 1), e quindi la velocità di accesso è assai più elevata rispetto al caso dei file sequenziali. Se la dimensione del record è adeguata a contenere dati di diversa lunghezza, quando si utilizzano questi record per dati di lunghezza inferiore si ha uno spreco di memoria (su disco), cioè rimangono dei buchi inutilizzati all interno di alcuni record (si veda lo schema sotto), ma questo è i prezzo da pagare per un accesso più veloce. I file ad accesso sequenziale più utilizzati sono i cosiddetti file di testo, ossia file composti da soli caratteri ASCII (standard). Questi file contengono solo caratteri, quindi anche i numeri sono espressi come sequenze di caratteri. Per creare un file di testo (estensione.txt) si usa un editor come EDIT, NOTEPAD, BLOCCO NOTE, o altri (non Word che è invece un word processor). Un file di testo ha normalmente varie righe, ciascuna terminata da un carattere invisibile di ritorno a capo (immesso premendo il tasto INVIO). Nel seguito utilizzeremo

3 I file 3 esclusivamente file di testo in quanto costituiscono il caso più generale di file e in altri linguaggi importanti sono l unico tipo di file che il programmatore può utilizzare. Una volta che si è imparato a utilizzare questi file è molto semplice estendere le proprie conoscenze agli altri. 1.1 Aprire e chiudere un file E possibile utilizzare più file contemporaneamente, ad esempio leggendo da due file e mettendo i risultati in un altro file. In BASIC è necessario informare il sistema che si intende operare su un certo file in un certo modo, questa operazione si chiama apertura del file e deve chiaramente avvenire prima di accedere effettivamente al file stesso. Ecco come si apre un file: OPEN nomefile FOR modo AS #numero nomefile è una stringa, costante o variabile, contenente il nome del file da aprire, modo indica se si intende leggere (prelevare dei valori da quel file) o numero scrivere (aggiungervene), è un numero intero compreso tra 1 e 255 (costante o variabile) che identificherà d ora in poi il file nomefile aperto in quel modo. Nel seguito, quando vorremo trattare il file così aperto basterà indicarne il numero. Se vogliamo aprire più file, è sufficiente dare a ciascuno un numero diverso. Un file può essere aperto o solo in lettura o solo in scrittura, ma non in entrambi i modi (neppure con due OPEN diverse). I modi di accesso al file si è detto essere o in lettura o in scrittura, in realtà ci sono tre modi di accesso, ossia modo può essere una delle seguenti keyword: INPUT modalità di input, per leggere valori dal file; se il file non esiste e si cerca di aprirlo il programma si ferma segnalando il problema, OUTPUT modalità di output, per scrivere valori nel file; se il file non esiste viene creato nuovo vuoto, pronto per essere scritto, se già esiste viene prima cancellato e poi creato nuovo come sopra, APPEND modalità di output, per scrivere valori nel file; se il file non esiste viene creato nuovo vuoto, pronto per essere scritto, se già esiste NON viene prima cancellato, ma le successive scritture verranno aggiunte in fondo (appunto appese).

4 4 I file Esempio OPEN "miofile.txt" FOR INPUT AS #12 Questa istruzione apre un file di nome miofile.txt in modo da leggerlo e gli assegna il numero 12. Il file da aprire viene cercato o creato nella directory corrente, se si vuole indicare un altro percorso lo si deve indicare esplicitamente (es. C:\MIEIBAS\miofile.txt ). Si rammenti che l interprete QBASIC non è stato aggiornato da molto tempo per cui i file e le directory non possono contenere spazi o essere ciascuno più lungo di 8 caratteri, oltre ai 3 di estensione.txt). Quando un file non serve più lo si chiude con: CLOSE(numero) dove numero è quello assegnato dalla OPEN. Ogni file deve avere la sua CLOSE. Dopo la CLOSE il numero può essere riutilizzato per un qualsiasi altro file e il file che era stato aperto può essere eventualmente riaperto, magari con un altro modo di accesso. La guida dice che la CLOSE viene effettuata automaticamente quando il programma termina, non è sempre vero. Se si scrive in un file e non lo si chiude esplicitamente con una CLOSE c è il pericolo di perdere gli ultimi dati scritti. Il problema ovviamente non si presenta se il file viene letto. 1.2 Scrivere in un file Quando si tratta di file di testo, per il sistema è indifferente mandare i caratteri sul video o in un file. L istruzione per scrivere su un file è sempre PRINT, ma con una piccola modifica: PRINT #numero, espressione; espressione;... La piccola modifica sta nell indicazione #numero come primo parametro della PRINT, questo specifica che i caratteri da stampare non devono andare sul video, bensì nel file numero. Esempio: OPEN "miofile.txt" FOR OUTPUT AS #6 PRINT #6, "Risultato: "; Risult Anche qui per non andare a capo si può mettere un punto e virgola alla fine dell istruzione PRINT. Si noti che in sistemi MS-DOS e MS- Windows il ritorno a capo viene memorizzato nei file per mezzo di due caratteri, non uno solo. Ecco un esempio di programma che legge dalla tastiera delle stringhe (ma possono anche essere dei numeri) e le mette in un file il cui nome viene chiesto all utente. Si continua a chiedere una stringa da mettere nel

5 I file 5 file finché non si immette la stringa basta, le righe vengono scritte nel file come se fosse il video, una sotto l altra. DIM Nomefile AS STRING DIM Riga AS STRING OPEN Nomefile FOR OUTPUT AS #5 LINE INPUT "Riga da aggiungere:", Riga DO WHILE Riga <> "basta" PRINT #5, Riga LINE INPUT "Riga da aggiungere:", Riga CLOSE(5) 1.3 Leggere da un file Leggere da un file è quasi come leggere dalla tastiera, l istruzione da usare è sempre INPUT, ma con una piccola modifica: INPUT #numero, espressione; espressione;... La piccola modifica sta nell indicazione #numero come primo parametro della INPUT, questo specifica che i caratteri da leggere non devono essere prelevati dalla tastiera, bensì dal file numero. Non si deve mettere il prompt nella INPUT in quanto l input è richiesto ad un file e non ad un essere umano. Per il resto non ci sono differenze con l input da tastiera: se la variabile dell INPUT è numerica i caratteri letti dal file vengono convertiti in numero così come succedeva per l input da tastiera di un numero, se invece è stringa i caratteri vengono memorizzati tali e quali. Una stringa viene letta fino alla virgola o fino al ritorno a capo, per ignorare le virgole come separatori si usa LINE INPUT. Esempio: DIM Valore AS DOUBLE DIM Riga AS STRING OPEN "miofile.txt" FOR INPUT AS #4 INPUT #4, Valore LINE INPUT #4, Riga Ogni istruzione INPUT consuma una parte di file: la successiva INPUT va a considerare i caratteri che la precedente INPUT non ha considerato, così ad esempio nel seguente codice la prima INPUT legge la prima riga del file fino al ritorno a capo, la seconda INPUT la seconda riga, ogni successiva INPUT legge un altra riga fino alla fine del file. LINE INPUT #4, Riga1 LINE INPUT #4, Riga2

6 6 I file Non è possibile ritornare indietro a rileggere un qualcosa che è già stato letto, a meno che non si chiuda il file e lo si riapra: quando si apre un file si inizia sempre a leggerlo da capo. Ma come facciamo a sapere se abbiamo letto tutto il file o c è qualcos altro da leggere? Esiste la funzione EOF (End Of File) che applicata ad un numero di file restituisce il valore vero se il file è terminato, falso se c è ancora qualcosa da leggere prima di raggiungerne la fine. Ovviamente la EOF deve essere utilizzata prima di effettuare ciascuna operazione di INPUT. Lo schema generale per leggere un file è costituito da un ciclo WHILE che termina quando il file è finito: DO WHILE NOT EOF(9) LINE INPUT #9, Riga PRINT Riga Fintantoché non c è la fine del file numero 9, leggi un riga e stampala. Ecco un esempio completo dove il programma chiede all utente il nome di un file in input (contenente uno per riga dei valori frazionari), chiede il nome di un file in output e calcola e scrive in questo file i valori elevati al quadrato, sempre uno per riga. Alla fine stampa sul video il numero di valori elaborati. DIM V as DOUBLE DIM Cont AS INTEGER DIM FileIN AS STRING DIM FileOUT AS STRING INPUT "File in input"; FileIN INPUT "File in output"; FileOUT OPEN FileIN FOR INPUT AS # 1 OPEN FileOUT FOR OUTPUT AS # 2 Cont = 0 INPUT #1, V PRINT #2, V*V Cont = Cont + 1 PRINT "Sono stati elaborati; Cont; " numeri" CLOSE(1) CLOSE(2) END

7 I file 7 L istruzione END serve per far terminare un programma, non l abbiamo mai messa in quanto può essere tralasciata se è l ultima istruzione del programma. Anche qui ovviamente poteva essere tralasciata. 1.4 Esercizi 1) Scrivere con un editor un file contenente uno per riga dei numeri. Scrivere ora un programma che chieda all utente il nome di questo file, lo apra e calcoli e stampi a video quanti sono i valori letti, il valore massimo, il valore minimo, la somma e la media di tutti i valori presenti nel file. 2) Scrivere con un editor un file contenente una per riga delle stringhe. Scrivere ora un programma che chieda all utente il nome di questo file, lo apra e calcoli e stampi a video quante sono le righe, la stringa maggiore e quella minore tra tutte quelle presenti nel file. 3) Scrivere un programma che legge le righe di un file e le stampa dall ultima alla prima (vettore di stringhe). 4) Come sopra, ma le righe vanno messe in un altro file e il programma deve poi scrivere a video quante righe sono state trascritte. 5) Scrivere un programma che apra un file e calcoli in totale quante sono le cifre, le lettere maiuscole, le lettere minuscole e gli altri caratteri presenti. (Suggerimento: leggere ciascuna delle righe con LINE INPUT e trattarle con FOR e MID$). 6) Scrivere un programma che legge da un file un testo e spezza su più righe quelle più lunghe di N caratteri (N chiesto all utente). Una parola può anche essere spezzata, se necessario. L output deve essere salvato in un altro file. 7) Come il precedente, ma le righe si possono spezzare solo dove c è uno spazio (se lo spazio non c è si ricade nel caso dell esercizio precedente). 8) Si vuole un programma che cifri/decifri un file di testo in base ad un codice segreto. Il programma deve chiedere il file di input, il file di output, il codice (un numero intero). La cifratura avviene sostituendo le sole lettere (maiuscole e minuscole) con delle altre lettere in base al valore del codice. Questo indica di quanti caratteri si deve incrementare ciascuna delle lettere: se ad esempio il codice è 3, allora la A diventa D, la B diventa E, ecc. fino a X che diventa A, Y che diventa B e Z che diventa C. Lo stesso per le minuscole. Inoltre per decifrare un testo basta immettere un codice negativo (ad es. 3). A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C

8 8 I file 9) (Non semplice). Si vuole un programma che cifri/decifri un file di testo in base ad un codice segreto. Il programma deve chiedere il file di input, il file di output, il codice (una stringa) e se si vuole cifrare o decifrare il testo. La cifratura avviene sostituendo le sole lettere (maiuscole e minuscole) con delle altre lettere secondo questo algoritmo: il codice introdotto deve essere composto di sole lettere (maiuscole o minuscole non importa) tutte diverse (controllare), la prima lettera del codice viene fatta corrispondere alla lettera A, la seconda alla B, e così via fino all ultima lettera del codice. Le lettere non indicate nel codice vengono riordinate alfabeticamente al contrario (dalla Z alla A) e fatte corrispondere alle restanti lettere. Esempio, dato il codice segreto FRAGOLE la corrispondenza delle lettere sarà: A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z F R A G O L E Z Y X W V U T S Q P N M K J I H D C B Si vede che dopo la E di FRAGOLE ci sono le restanti lettere dell alfabeto dalla Z alla A. Quindi la parola Ciao viene cifrata in Ayfs.

9 I file Soluzione degli esercizi Esercizio 1 DIM cont AS INTEGER DIM v AS INTEGER DIM somma AS INTEGER, media AS INTEGER DIM max AS INTEGER, min AS INTEGER DIM file AS STRING INPUT "nome del file"; file OPEN file FOR INPUT AS #1 IF NOT EOF(1) THEN 'controlla se esiste almeno 1 riga INPUT #1, v max = v min = v cont = 1 ELSE PRINT "il file è vuoto" END 'termina il programma INPUT #1, v cont = cont + 1 somma = somma + v IF v > max THEN max = v ELSEIF v < min THEN min = v PRINT "Numero valori = "; cont PRINT "Media = "; somma / cont PRINT "Somma = "; somma PRINT "Min = "; min PRINT "Max = "; max END Nota: si noti l istruzione END collocata in mezzo al codice e non solo in fondo al programma.

10 10 Esercizio 2 DIM cont AS INTEGER DIM riga AS STRING DIM max AS STRING DIM min AS STRING DIM file AS STRING I file INPUT "nome del file"; file OPEN file FOR INPUT AS #1 cont = 0 IF NOT EOF(1) THEN 'controlla se esiste almeno 1 riga INPUT #1, riga max = riga min = riga ELSE PRINT "il file è vuoto" END 'termina il programma INPUT #1, riga cont = cont + 1 IF riga > max THEN max = riga ELSEIF riga < min THEN min = riga PRINT "Numero righe = "; cont PRINT "Riga minore = "; min PRINT "Riga maggiore = "; max END Nota: maggiore secondo il codice ASCII, non più lunga; idem per minore.

11 I file 11 Esercizio 3 DIM file AS STRING DIM riga AS STRING DIM cont AS INTEGER DIM i AS INTEGER INPUT "file"; file OPEN file FOR INPUT AS #1 cont = 0 LINE INPUT #1, riga cont = cont + 1 REDIM stringhe(1 TO cont) AS STRING OPEN file FOR INPUT AS #1 FOR i = 1 TO cont LINE INPUT #1, stringhe(i) FOR i = cont TO 1 STEP -1 PRINT stringhe(i) Nota: il primo ciclo è di tipo WHILE in quanto non si sa quante siano le righe del file, le righe vengono lette e scartate: lo scopo di questo ciclo è solo quello di contare quante righe ci sono per poter dimensionare il vettore dinamico stringhe di dimensione opportuna (cont). Il secondo ciclo è un FOR in quanto ora il numero di letture da fare è noto (cont), si sarebbe potuto comunque utilizzare un altro ciclo WHILE. Lo scopo di questo secondo ciclo è leggere tutte le righe del file. Il terzo ciclo percorre il vettore a ritroso.

12 12 Esercizio 4 DIM filein AS STRING DIM fileout AS STRING DIM riga AS STRING DIM cont AS INTEGER DIM i AS INTEGER I file INPUT "file in input"; filein INPUT "file in output"; fileout OPEN filein FOR INPUT AS #1 cont = 0 LINE INPUT #1, riga cont = cont + 1 REDIM stringhe(1 TO cont) AS STRING OPEN filein FOR INPUT AS #1 FOR i = 1 TO cont LINE INPUT #1, stringhe(i) OPEN fileout FOR OUTPUT AS #2 FOR i = cont TO 1 STEP -1 PRINT #2, stringhe(i) CLOSE (2) PRINT "Sono state trascritte"; cont; "righe"

13 I file 13 Esercizio 5 DIM i AS INTEGER DIM Riga AS STRING DIM Maius AS INTEGER DIM Minus AS INTEGER DIM Cifre AS INTEGER DIM Altri AS INTEGER DIM c AS STRING DIM file AS STRING Maius = 0 Minus = 0 Cifre = 0 Altri = 0 INPUT "file"; file OPEN file FOR INPUT AS #1 LINE INPUT #1, Riga FOR i = 1 TO LEN(Riga) SELECT CASE MID$(Riga, i, 1) CASE "0" TO "9" Cifre = Cifre + 1 CASE "A" TO "Z" Maius = Maius + 1 CASE "a" TO "z" Minus = Minus + 1 CASE ELSE Altri = Altri + 1 END SELECT PRINT "cifre "; Cifre PRINT "maiuscole "; Maius PRINT "minuscole "; Minus PRINT "altri "; Altri

14 14 Esercizio 6 DIM filein AS STRING DIM fileout AS STRING DIM N AS INTEGER DIM riga AS STRING I file INPUT "file in input"; filein INPUT "file in output"; fileout INPUT "larghezza massima"; N OPEN filein FOR INPUT AS #1 OPEN fileout FOR OUTPUT AS #2 LINE INPUT #1, riga IF LEN(riga) <= N THEN PRINT #2, riga ELSE DO WHILE LEN(riga) > N PRINT #2, LEFT$(riga, N) riga = RIGHT$(riga, LEN(riga) - N) PRINT #2, riga CLOSE (2)

15 I file 15 Esercizio 7 DIM filein AS STRING DIM fileout AS STRING DIM N AS INTEGER DIM riga AS STRING DIM rigatmp AS STRING DIM spazio AS INTEGER DIM i AS INTEGER INPUT "file in input"; filein INPUT "file in output"; fileout INPUT "larghezza massima"; N OPEN filein FOR INPUT AS #1 OPEN fileout FOR OUTPUT AS #2 LINE INPUT #1, riga IF LEN(riga) <= N THEN PRINT #2, riga ELSE DO WHILE LEN(riga) > N rigatmp = LEFT$(riga, N) 'cerca l'ultimo spazio, se c'è spazio = 0 ' 0 se non c'è FOR i = N TO 1 STEP -1 IF MID$(rigatmp, i, 1) = " " THEN spazio = i EXIT FOR IF spazio = 0 THEN 'non trovato spazio spazio = N PRINT #2, LEFT$(riga, spazio) riga = RIGHT$(riga, LEN(riga) - spazio) PRINT #2, riga CLOSE (2)

16 16 Esercizio 8 Prima versione DIM Codice AS INTEGER DIM c AS STRING DIM cc AS INTEGER DIM riga AS STRING 'riga da cifrare DIM FileIN AS STRING DIM FileOUT AS STRING I file INPUT "Nome del file in input"; FileIN OPEN FileIN FOR INPUT AS #1 'se non lo trova si ferma subito INPUT "Nome del file in output"; FileOUT OPEN FileOUT FOR OUTPUT AS #2 INPUT "Codice"; Codice LINE INPUT #1, riga FOR I = 1 TO LEN(riga) c = MID$(riga, I, 1) IF c >= "A" AND c <= "Z" THEN cc = ASC(c) + Codice IF cc > ASC("Z") THEN cc = cc - 26 ELSEIF cc < ASC("A") THEN cc = cc + 26 MID$(riga, I, 1) = CHR$(cc) ELSEIF c >= "a" AND c <= "z" THEN cc = ASC(c) + Codice IF cc > ASC("z") THEN cc = cc - 26 ELSEIF cc < ASC("a") THEN cc = cc + 26 MID$(riga, I, 1) = CHR$(cc) PRINT #2, riga CLOSE (2)

17 I file 17 Seconda versione DIM codice AS INTEGER DIM c AS STRING DIM cc AS INTEGER DIM riga AS STRING 'riga da cifrare DIM FileIN AS STRING DIM FileOUT AS STRING INPUT "Nome del file in input"; FileIN OPEN FileIN FOR INPUT AS #1 'se non lo trova si ferma subito INPUT "Nome del file in output"; FileOUT OPEN FileOUT FOR OUTPUT AS #2 INPUT "Codice"; codice codice = (codice + 26) MOD 26 'così non è mai negativo LINE INPUT #1, riga FOR I = 1 TO LEN(riga) c = MID$(riga, I, 1) IF c >= "A" AND c <= "Z" THEN REM La formula seguente funziona solo se codice >= 0 cc = (ASC(c) - ASC("A") + codice) MOD 26 + ASC("A") MID$(riga, I, 1) = CHR$(cc) ELSEIF c >= "a" AND c <= ("z") THEN cc = (ASC(c) - ASC("a") + codice) MOD 26 + ASC("a") MID$(riga, I, 1) = CHR$(cc) PRINT #2, riga CLOSE (2)

18 18 Esercizio 9 DIM X AS STRING DIM Y AS STRING DIM Codice AS STRING DIM op AS STRING DIM c AS STRING DIM i AS INTEGER DIM ripetute AS INTEGER '0=no 1=si` DIM riga AS STRING 'riga da cifrare DIM posiz AS INTEGER DIM FileIN AS STRING DIM FileOUT AS STRING I file INPUT "Nome del file in input"; FileIN OPEN FileIN FOR INPUT AS #1 'se non lo trova si ferma subito DO INPUT "Operazione (c=cifra, d=decifra)"; op op = LCASE$(op) UNTIL op = "c" OR op = "d" DO INPUT "Codice"; Codice Codice = UCASE$(Codice) 'controlla se ci sono lettere ripetute ripetute = 0 'supponiamo non siano ripetute FOR i = 1 TO LEN(Codice) c = MID$(Codice, i, 1) IF INSTR(INSTR(1, Codice, c) + 1, Codice, c) <> 0 THEN PRINT "Il codice contiene caratteri ripetuti" ripetute = 1 'trovata una ripetuta EXIT FOR UNTIL ripetute = 0

19 I file 19 X = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ" Y = Codice FOR i = ASC("Z") TO ASC("A") STEP -1 IF INSTR(1, Y, CHR$(i)) = 0 THEN Y = Y + CHR$(i) X = X + LCASE$(X) 'cosi` si hanno maiusc e minusc Y = Y + LCASE$(Y) INPUT "Nome del file in output"; FileOUT OPEN FileOUT FOR OUTPUT AS #2 LINE INPUT #1, riga FOR i = 1 TO LEN(riga) posiz = INSTR(1, X, MID$(riga, i, 1)) IF posiz <> 0 THEN 'per non tradurre le non lettere IF op = "c" THEN 'cerca in X e mette in Y MID$(riga, i, 1) = MID$(Y, posiz, 1) ELSE 'cerca in Y e mette in X posiz = INSTR(1, Y, MID$(riga, i, 1)) MID$(riga, i, 1) = MID$(X, posiz, 1) PRINT #2, riga CLOSE (2) END