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Programação IST-DEEC Manipulação de Ficheiros 1

Programação

MEAer e MEEC

Bertinho Andrade da Costa

2013/2014

1º Semestre

Instituto Superior Técnico

Manipulação de ficheiros de texto


Sumário

Ficheiros

Motivação

Operações

Ficheiros de texto e binários

Manipulação de ficheiros de texto

Abertura

Encerramento

Ficheiros: stdin, stdout, stderr

Escrita

Leitura

Outras funções


Ficheiros

Motivação:

Até agora os programas que foram desenvolvidos limitavam-se a ler

dados do teclado, efectuando em seguida o respectivo

processamento, seguindo-se a escrira dos resultados no ecrã.

Suponha o caso de um banco onde são realizadas transacções, isto

é, movimentação de dinheiro. Neste caso é necessário registar os

movimentos das contas.

Não é suficiente mostrar no ecrã a informação da transacção.

Por motivos legais e de bom funcionamento do banco, os registos devem ter a

duração de alguns anos.

A linguagem C disponibiliza mecanismos que permitem guardar

informação no disco rígido do computador. Desse modo o tempo de

vida da informação, que é guardada no disco rígido, passa a ser

independente do tempo de execução de um programa.


Ficheiros - Operações

A informação quando é armazenada num disco rígido (ou noutro

dispositivo de memória persistente) é colocada em

“compartimentos”, cada compartimento constitui um ficheiro.

Os ficheiros são utilizados para guardar dados númericos ou texto.

Essa informação é representada através de uma sequência de

símbolos (caracteres - bytes)

Os ficheiros são elementos externos aos programas.

Para se ter acesso aos dados que existem num ficheiro é

necessário realizar uma ligação entre o programa e o ficheiro.

As operações principais, válidas, sobre ficheiros são:

Abertura de um ficheiro, para leitura ou para escrita.

Operação de leitura ou operação de escrita

Operação de encerramento/fecho de um ficheiro


Ficheiros - Buffer

Quando o computador lê dados de um ficheiro, ele efectua uma cópia

de dados do dispositivo externo (disco) para a memória do computador.

Quando o computador escreve dados para um ficheiro passa a

informação que está em memória para o dispositivo externo.

Regra geral os dados são guardados numa zona de memória

temporária “especial” denominada de buffer. O buffer permite adaptar a

velocidade de trabalho do processador (rápido) com a velocidade de

trabalho da memória (mais lenta).

Em C o fluxo de dados, uma sequência de elementos que é gerada ao

longo do tempo é denomidada de “stream”. A cada instante só está

disponível um único elemento do fluxo, o elemento corrente.


Ficheiros - Operações

Como os ficheiros existente separadamente dos programas executáveis

é necessário estabelecer uma ligação entre um programa e um ficheiro

de modo a ser possível aceder aos dados que estão no ficheiro.

A ligação é realizada com o auxílio de uma tabela “file table”.

Na linguagem C, a manipulação de ficheiros é realizada através do tipo FILE que está definido em stdio.h. Um programa para ter acesso a

um ficheiro tem de declarar uma variável do tipo FILE *, o nome da

variável deve respeitar as regras dos identificadores, como exemplo

FILE *fp;

fp é uma abreviatura de file pointer, mas também pode ser utilizado

FILE *file1;


Ficheiros - Tipos

Os ficheiros são classificados em dois tipos:

Ficheiro de texto :

São todos os ficheiros que em princípio podem ser lidos por um editor

de texto, como o gedit, xemacs no Linux ou o notepad no Window. Um

ficheiro de texto consiste numa sequência de caracteres,

(normamelmente é utilizado o código ASCII). O ficheiro é terminado

com um carácter especial, o carácter fim de ficheiro que em Linux/Unix

é o Ctrl-D e no Windows é o Ctrl-Z.

Ficheiros binários:

São ficheiros cujo conteúdo pode corresponder a uma cópia da zona de

memória de dados de um programa ou então podem conter código

executável de programas, ou formatos de dados especiais cuja

representação não utiliza o código ASCII. O formato dessa informação

depende do tipo de representação interna do computador, como tal não

é acessível através dos editores normais. Se se tentar abrir um ficheiro

binário com um editor de texto é provável que sejam apresentados

símbolos com um aspecto fora do vulgar.


Manipulação de Ficheiros

A manipulção dos ficheiros é feita através de funções cujos protótipos estão no stdio.h

Nesta apresentação só são abordados os ficheiros de texto, são os

mais importantes para os trabalhos que se pretende realizar na

cadeira.

Para se poder escrever ou ler informação para um ficheiro ou de

um ficheiro é necessário:

Abrir o ficheiro,

É necessário especificar o caminho e nome do ficheiro.

É necessário especificar o modo de abertura

Utilizar a função que permita escrever/ler dados no ficheiro

Fechar o ficheiro após a informação ter sido escrita/lida.

Nota: O acesso à informação é realizado de forma sequêncial.


Abertura de um Ficheiro

A abertura de um ficheiro é realizada com a função cujo

protótipo se apresenta:

FILE *fopen(const char *filename, const char *mode);

filename - é um apontador para o vector string (ou cadeia de caracteres

constante) que tem o nome do ficheiro.

mode - Permite definir o modo de abertura do ficheiro

“w” - Modo de escrita, (write). Cria o ficheiro se não existir, ou apaga o ficheiro se já existir.

“r” - Modo de leitura, (read).

“a” - Modo de escrita em que permite acrescentar dados no fim do ficheiro, (append).

A função retorna um apontador para um objecto do tipo FILE, que é

utilizado por outras funções para lerem ou escreverem dados.

Se ocorreu algum erro no processo de abertura então a função

devolve o valor NULL (endereço nulo). O valor NULL, é genérico,

como tal pode ser comparado com o conteúdo de apontadores de

tipos diversos


Encerramento de um Ficheiro

O encerramento de um ficheiro é realizado com a função cujo

protótipo se apresenta:

int fclose(FILE *stream);

stream - representa o canal de acesso ao ficheiro, isto é, o apontador que

foi devolvido pela função fopen( ).

A função devolve 0 se teve sucesso e devolve -1 se não consegui

fechar o ficheiro.

int feof(FILE *stream);

Permite verificar se se alcançou o fim de ficheiro.

Retorna o valor zero se não é o fim de ficheiro. Retorna um valor diferente

de zero se é o fim de ficheiro.

Atenção: A função só indica o fim de ficheiro no caso em que o fim do

ficheiro foi alcançado durante a execução a última operação de leitura

ou de escrita.


Ficheiros: stdin, stdout e stderr

Em C, existem três ficheiros de texto que são abertos

automaticamente sem que o programador tenha que efectuar a

abertura explícita deles e que também são “fechados” quando o

programa termina. São eles:

stdin - é um ficheiro que é associado ao teclado. O teclado pode

ser visto como um dispositivo gerador, uma fonte, de caracteres.

stdout - é um ficheiro que é associado ao ecrã. O ecrã pode ser

visto como dispositivo que guarda caracteres durante algum tempo.

stderr - é um ficheiro que normalmente está associado ao ecrã e

que é utilizado para receber mensagens de erro.

A manipulação desses ficheiros, isto é, a leitura e a escrita de

caracteres são realizadas através das funções:

printf( ) - escreve no ficheiro stdout

scanf( ) - lê a partir do ficheiro stdin


Ficheiros - Escrita

Na escrita de ficheiros há uma função que é similar ao printf:

int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);



O 2º argumento representa a cadeia de caracteres constante e é do mesmo

género que a do printf.

... - Significa que a função pode receber um conjunto variável de

argumentos, por exemplo uma ou mais variáveis.

A função retorna um valor inteiro que representa o número de

argumentos que conseguiu escrever. Retorna um número

negativo se ocorreu algum erro.

NOTA: A função fprintf com o stream = stdout é equivalente ao

printf.


Ficheiros - Escrita

Programa exemplo para escrita num ficheiro.

#include <stdio.h>

#include <math.h>

int main(void) {

const float PI = 3.14;

int i;

float y, x;

FILE *fp;

/* Abertura e teste do ficheiro */

fp = fopen ("seno.txt", "w");

if (fp == NULL) {

fprintf(stdout, "Erro na abertura do

ficheiro.\n");

return 0;

}

/* Calcula e guarda os valores */

for (i=0; i <=90; i = i + 10) {

x = PI/180 * i;

y = sin(x);

fprintf (fp, "seno(%f)=%f\n", x, y);

}

/* Fecha o ficheiro */

fclose(fp);

fprintf(stdout, "Fim do programa n");

return 0;

}

Ficheiro: seno.txt

seno(0.000000)=0.000000

seno(0.174444)=0.173561

seno(0.348889)=0.341854

seno(0.523333)=0.499770

seno(0.697778)=0.642516

seno(0.872222)=0.765760

seno(1.046667)=0.865760

seno(1.221111)=0.939481

seno(1.395556)=0.984685

seno(1.570000)=1.000000


Ficheiros - Leitura

Na leitura de ficheiros há uma função que é similar ao scanf:

int fscanf(FILE *stream, const char *format, ...);



O 2º argumento representa a cadeia de caracteres constante do mesmo

género que a utilizada scanf.

... - Significa que a função pode receber um conjunto variável de

argumentos, por exemplo um ou mais apontadores de variáveis.

A função retorna o número de argumentos que foram lidos com

sucesso. Se chegou ao fim do ficheiro devolve o EOF, end of

file.

NOTA: A função fscanf com o stream = stdin é equivalente ao

scanf.


Ficheiros - Leitura

Programa exemplo teste de leitura do ficheiro seno.txt

#include <stdio.h>

int main(void) {

int aux;

float y, x;

FILE *fp;

/* Abertura e teste do ficheiro */

fp = fopen ("seno.txt", "r");

if (fp == NULL) {

fprintf(stdout, "Erro na abertura do ficheiro.\n");

return 0;

}

/* Leitura do ficheiro */

/* e' necessario saber o formato */

do {

aux = fscanf (fp, "seno(%f)=%f\n", &x, &y);

printf("aux = %d", aux);

/* fflush(stdout);*/ /* Para forçar a escrita dos dados que estão no buffer */

getchar();

fprintf (stdout, "seno(%f)=%f\n", x, y);

} while (aux == 2);

Cont.


Ficheiros - Leitura

Programa exemplo teste de leitura do ficheiro seno.txt

/* Fecha o ficheiro */

fclose(fp);

fprintf(stdout, "Fim do programa n");

return 0;

}

Output do programa

aux = 2

seno(0.000000)=0.000000

aux = 2

seno(0.174444)=0.173561

aux = 2

seno(0.348889)=0.341854

aux = 2

seno(0.523333)=0.499770

aux = 2

seno(0.697778)=0.642516

aux = 2

seno(0.872222)=0.765760

aux = 2

seno(1.046667)=0.865760

aux = 2

seno(1.221111)=0.939481

aux = 2

seno(1.395556)=0.984685

aux = 2

seno(1.570000)=1.000000

aux = -1

seno(1.570000)=1.000000

Fim do programa

Analisar o resultado do Programa.

1 - Atenção ao aux = 2

2 - Atenção ao aux = -1

3 - Atenção ao fscanf


Funções importantes

int *fgets(char *s, int n, FILE *stream);

Modo de utilização idêntico ao usado com stdin. Permite ler uma sequência

de caracteres no máximo de n para um vector, a leitura termina

imediatamente logo que se obtenha um \n. O carácter \n é lido e a função

acrescenta o carácter terminado de string \0.

A função retorna NULL quando atinge o fim de ficheiro.

int getc(FILE *stream);

Tem um funcionamento semelhante ao getchar, mas é necessário

especificar o apontador “do ficheiro”.

int *fputs(const char *s, FILE *stream); Permite escrever uma cadeia de caracteres num ficheiro.

Retorna 0 se a operação teve sucesso, retorna um valor diferente de zero

no caso de insucesso.

int fputc(int c, FILE *stream);

Escreve o caracter em c no ficheiro.


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