La gestione dei file in C

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1 Gestione dei file

2 La gestione dei file in C Il file è un astrazione molto ampia nella descrizione di un sistema informatico nastro di I/O supporto di comunicazione macchina/ambiente di ogni tipo (sensori, attuatori,.) zona di memoria di massa È un supporto di memoria, ma profondamente diverso dalla memoria centrale In C i file sono definiti nella standard library I file sono strutture sostanzialmente sequenziali, anche se, quando è possibile, permettono un accesso diretto ai vari record

3 Flussi, file e programmi C Un programma C che desidera utilizzare un file deve aprire un flusso di comunicazione Il flusso di comunicazione viene chiuso chiudendo il file utilizzato Le operazioni di input/output sono sia le operazioni che coinvolgono un dispositivo di ingresso/uscita sia le operazioni di memorizzazione permanente Un oggetto di tipo FILE contiene diversi campi: modalità di utilizzo del file (lettura, scrittura o lettura e scrittura) posizione corrente sul file (punta al prossimo byte da leggere o scrivere sul file) indicatore di errore indicatore di end-of-file (eof)

4 Apertura di un file Bisogna dichiarare una variabile di tipo puntatore a FILE e chiedere l apertura del flusso tramite una funzione di libreria (fopen) Il puntatore serve al programma per far riferimento al file corrispondente La chiusura del flusso (tramite fclose) impedisce ulteriori riferimenti al file Un flusso di comunicazione può essere Binario (sequenza di byte) o di tipo testo (sequenza di caratteri)

5 File e sistema operativo Ogni variabile che punta a un file deve essere definita come segue FILE *fp; Una tabella file aperti FILE TabellaFileAperti[MaxNumFileGestibili]; è gestita dal SO (file system) e costituisce il ponte tra il programma e la macchina astratta gestita dal SO

6 File e sistema operativo Variabili puntatore stdin stdout stderr f1 f2 f3 Tabella dei file aperti nomefile: modouso: poscorr:. nomefile: modouso: poscorr:. nomefile: modouso: poscorr:. nomefile: FileTre modouso: poscorr:. nomefile: FileUno modouso: poscorr:. nomefile: FileDue modouso: poscorr:. File StandardInput StandardInput StandardError FileUno FileDue FileTre

7 Flussi standard Tre flussi standard vengono automaticamente aperti quando inizia l esecuzione di un programma: stdin, stdout e stderr Normalmente questi tre flussi rappresentano il video del terminale (stdout e stderr) la tastiera del terminale (stdin) printf e scanf utilizzano questi flussi standard

8 Operazioni di gestione dei file FILE *fopen(nomefile, modalità) Richiede in ingresso il nome del file da aprire e la modalità di apertura r (lettura in modalità testo, posizionamento all inizio del file), w (scrittura in modalità testo, posizionamento all inizio del file), a (scrittura in modalità testo a partire dalla fine del file), rb, wb e ab (lettura, scrittura e scrittura a fine file con modalità binaria), r+, w+, a+, rb+, wb+, ab+ (lettura e scrittura su file con modalità di testo o modalità binaria) int fclose(file *fp) chiude il file cui fa riferimento il puntatore fp; int remove(nomefile) cancella il file identificato da nomefile int rename(vecchionome, nuovonome) Modifica il nome di un file da vecchionome a nuovonome.

9 fopen

10 Operazioni di gestione degli errori int ferror(file *fp) Controlla se è stato commesso un errore nella precedente operazione di lettura o scrittura Restituisce 0 se nessun errore è stato commesso, un valore diverso da 0 in caso contrario int feof(file *fp) Controlla se è stata raggiunta la fine del file nella precedente operazione di lettura o scrittura Restituisce 0 se la condizione di fine file non è stata raggiunta, un valore diverso da 0 in caso contrario void clearerr(file *fp) Riporta al valore di default i campi eof ed error della struttura che descrive lo stato del file cui fa riferimento il puntatore fp

11 Operazioni di lettura e scrittura Le operazioni di lettura e scrittura su file possono essere effettuate in quattro modi diversi: precisando il formato dei dati in ingresso e in uscita accedendo ai dati carattere per carattere linea per linea blocco per blocco Generalmente si adotta l accesso linea per linea nel caso di flussi di testo e l accesso carattere per carattere o blocco per blocco in presenza di flussi binari

12 Lettura e scrittura formattata Le funzioni fprintf e fscanf consentono operazioni formattate analoghe a quelle di scanf e printf Restituiscono il numero degli elementi effettivamente letti o stampati o restituiscono un numero negativo in caso di errore int fprintf(file *fp, stringa di controllo, elementi) int fscanf(file *fp, stringa di controllo, indirizzo elementi)

13 Lettura e scrittura di caratteri getchar legge da Standard Input il prossimo carattere restituendolo come intero putchar scrive come prossimo carattere sul file di Standard Output il carattere che riceve come parametro restituendo il carattere scritto getc e fgetc leggono il prossimo carattere del file specificato tra i parametri di ingresso restituendolo come intero putc e fputc scrivono come prossimo carattere del file il carattere specificato tra i parametri di ingresso restituendolo come intero

14 Esempio Il seguente programma legge e mostra sul video il contenuto del file di tipo testo filechar #include <stdio.h> /* Contiene la definizione di EOF, del tipo FILE e le testate delle funzioni che operano su file */ #include <stddef.h> /* Contiene la definizione di NULL */ void main() { FILE *fp; char c; if ((fp = fopen("filechar", "r"))!= NULL) { while ((c = fgetc(fp))!= EOF) putchar(c); fclose(fp); else printf("il file non può essere aperto\n");

15 Lettura e scrittura di stringhe (accesso per linee) gets e puts leggono da Standard Input e scrivono su Standard Output fgets e fputs leggono o scrivono linee (stringhe di caratteri terminate da un newline) dal o sul file specificato come parametro di ingresso

16 #define OK 1 #define ERROR 0 #define MAXLINE 100 int copiaselettiva(char refstr[]) { char line[maxline]; FILE *fin, *fout; if ((fin = fopen("filein", "r")) == NULL) return ERROR; if ((fout = fopen("fileout", "w")) == NULL) { fclose(fin); return ERROR; while (fgets(line,maxline,fin)!= NULL) /* fgets legge da filein al più MAXLINE 1 caratteri e assegna al vettore line i caratteri letti, incluso l'eventuale carattere di newline, e termina la stringa con il carattere \0 */ if (strstr (line,refstr)!= NULL) /* La funzione strstr restituisce la posizione della prima occorrenza della stringa puntata da refstr nella stringa puntata da line; se la seconda stringa non è contenuta nella prima viene restituito il valore NULL */ fputs(line,fout); fclose(fin); fclose(fout); return OK;

17 Lettura e scrittura di strutture (accesso per blocchi) int fread(void *ptr, dimelemento, numelementi, FILE *fp); legge un blocco di dati binari o testuali dal file cui fa riferimento fp e li memorizza nel vettore identificato da ptr int fwrite(void *ptr, dimelemento, numelementi, FILE *fp); scrive un blocco

18 Esempio Un file Persone è costituito da record di tipo Persona Ogni Persona contiene i campi nome, cognome, indirizzo Si vuole modificare il file aggiungendo a ogni persona il campo CodiceFiscale Un file CodiciFiscali contiene i codici fiscali delle persone contenute in persone, nello stesso ordine Si vuole costruire un file NuovePersone I tre file sono binari Questa operazione è svolta, in maniera parametrica rispetto ai file utilizzati, dalla seguente funzione, cui sono premesse le necessarie dichiarazioni di tipo

19 typedef struct { char nome[20]; char cognome[20]; char indirizzo[50]; Persona; typedef char CodFisc[16]; typedef struct { char nome[20]; char cognome[20]; char indirizzo[50]; CodFisc CodiceFiscale; NuovaPersona; /* I file Persone, CodiciFiscali e Nuove Persone si suppongono aperti dal main. pp, cf e np fanno riferimento ai tre file in questione */

20 void AggiornaPersone (FILE *pp, FILE *cf, FILE *np) { Persona pcorrente; CodFisc cfcorrente; NuovaPersona npcorrente; rewind(pp); /* Rende possibile le seguenti operazioni di lettura e scrittura sul file identificato da pp, iniziando dal primo byte del file */ rewind(cf); rewind(np); while (fread(&pcorrente,sizeof(persona),1,pp)!= 0) { /* Finché non si è raggiunta la fine del file */ fread(cdcorrente,sizeof(codfisc),1,cf); strcpy(npcorrente.nome, pcorrente.nome); strcpy(npcorrente.cognome,pcorrente.cognome); strcpy(npcorrente.indirizzo, pcorrente.indirizzo); strcpy(npcorrente.codicefiscale, cfcorrente); fwrite(&npcorrente,sizeof(nuovapersona),1,np);

21 Accesso diretto int fseek(file *fp, long offset, int refpoint) sposta l indicatore di posizione per effettuare accessi diretti al file a cui fa riferimento fp Lo scostamento offset (può assumere valori positivi o negativi ed è espresso in byte) si riferisce alla posizione fissa indicata da refpoint Refpoint può assumere tre diversi valori SEEK_SET rispetto all inizio del file SEEK_CUR rispetto alla posizione corrente SEEK_END rispetto alla fine del file La funzione fseek restituisce zero se la richiesta è corretta, un valore diverso da zero altrimenti

22 (continua) long ftell(file *fp) restituisce il valore corrente dell indicatore di posizione del file specificato Per file binari la posizione è il numero di byte rispetto all inizio del file, mentre per file testuali è un valore dipendente dall implementazione rewind(f) equivale a fseek (f, 0, SEEK_SET); A differenza di fseek, rewind non restituisce alcun valore

23 Esempio Inversione del contenuto di un file numint di interi main() { FILE *f; long int inizio, fine; int tempi, tempf; unsigned int dim; if ((f = fopen("numint", "rb+")) == NULL) { puts("non è stato possibile aprire il file numint"); /* più efficiente della printf per la stampa di un messaggio dato che non richiede la scansione e l interpretazione della stringa di controllo */ exit(1); /* La funzione exit provoca una conclusione non anomala del programma e la restituzione del controllo al sistema operativo */ inizio = 0;

24 dim = sizeof(int); fseek(f, dim, SEEK_END); /* SEEK_END è una costante definita nel file stdio.h. Ha valore 2 */ fine = ftell(f); while (inizio < fine) { fseek(f, inizio, SEEK_SET); /* SEEK_SET è una costante definita nel file stdio.h. Ha valore 0 */ fread(&tempi, dim, 1, f); fseek (f, fine, SEEK_SET); fread (&tempf, dim, 1, f); /* È necessario riposizionarsi dato che la precedente istruzione fread ha spostato la posizione corrente sul successivo elemento */ fseek (f, fine, SEEK_SET); fwrite (&tempi, dim, 1, f); fseek (f, inizio, SEEK_SET); fwrite (&tempf, dim, 1, f); inizio = inizio + dim; fine = fine dim;

25 Esercizi

26 28/06/2012 Scrivere in C una funzione che legge un file di numeri interi e restituisce un nuovo file (numeripari). Questo deve contenere i soli numeri pari letti, ma memorizzati in ordine inverso. Ad esempio, se il file originario contenesse: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, il nuovo file dovrebbe contenere: 8, 6, 4, 2. Il parametro della funzione e il valore restituito non devono essere nomi di file, ma i file stessi

27 void inverti(file *f) { int inizio, fine, dim, tempi, tempf; inizio = 0; dim = sizeof(int); fseek(f, -dim, SEEK_END); fine = ftell(f); while (inizio < fine) { fseek(f, inizio, SEEK_SET); fread(&tempi, dim, 1, f); fseek (f, fine, SEEK_SET); fread (&tempf, dim, 1, f); fseek (f, fine, SEEK_SET); fwrite (&tempi, dim, 1, f); fseek (f, inizio, SEEK_SET); fwrite (&tempf, dim, 1, f); inizio = inizio + dim; fine = fine - dim;

28 FILE *numpari(file *f) { FILE *fp; int i; if ((fp = fopen("numeripari", "wb+")) == NULL) return NULL; rewind(f); while (fread(&i, sizeof(int), 1, f)!= 0) { if (i%2 == 0) fwrite(&i, sizeof(int), 1, fp); inverti(fp); return fp;

29 int main() { FILE *f1, *f2; creafile(); if ((f1 = fopen("numeri", "rb")) == NULL) return 0; f2 = numpari(f1); print(f2); fclose(f1); fclose(f2); return 1;

30 void print(file *f) { int i; rewind(f); while (fread(&i, sizeof(int), 1, f)!= 0) printf("%d ", i); printf("\n"); void creafile() { FILE *f; int i; if ((f = fopen("numeri", "wb")) == NULL) return; scanf("%d", &i); while (i!=0) { fwrite(&i, sizeof(int), 1, f); scanf("%d", &i); fclose(f);

31 16/02/2012 Scrivere una funzione C che prende in ingresso un file (di caratteri) e restituisce il carattere nel mezzo del file. Ad esempio, se il file contenesse 75 caratteri, la funzione dovrebbe restituire il carattere in posizione 38 Se il numero di caratteri fosse pari, la funzione dovrebbe restituire il primo della coppia centrale. In altre parole, se il file contenesse 10 caratteri, la funzione dovrebbe restituire il carattere in posizione 5. Il file (puntatore a file) è l unico parametro che deve avere la funzione

32 char nelmezzo(file *f) { char c; long dim; fseek(f, 0, SEEK_END); dim = ftell(f); fseek(f, dim/2, SEEK_SET); fread(&c, sizeof(char), 1, f); return c; int main() { FILE *f; if ((f = fopen("prova.txt", "r")) == NULL) return 0; printf("il carattere centrale e': %c\n", nelmezzo(f)); return 1;

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