Произвольный доступ к элементам файлов
ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ № 23-24
Тема: Потоки та файли у С++: двійкові файли.
Мета: отримати практичні навички вирішення завдань з використанням двійкових файлів на мові С++.
Обладнання: комп’ютери Pentium, Celeron.
Програмне забезпечення: ОС Windows XP, С++ Builder.
Теоретичні відомості
Сохранение в двоичных файлах данных стандартных типов.
Для того, чтобы открыть двоичный файл, необходимо задать режим доступа ios::binary (в некоторых компиляторах С++ - ios::bin).
Двоичные файлы более компактны и в некоторых случаях более удобны для обработки.
Для создания выходного файла создают объект
ofstream out_fil (”Outfil.dat”,ios::out | ios::binary);
if (! out_fil) { cerr<<”Error: Outfil.dat”<<endl;
exit(1);
}
Для того, чтобы открыть существующий двоичный файл для чтения, нужно создать объект
ifstream in_fil (”Infil.dat”, ios::in | ios::binary);
if (! in_fil) { cerr<<”Error: Infil.dat”<<endl;
exit(2);
}
К сожалению, созданные объекты in_fil и out_fil не слишком приспособлены для работы с двоичными файлами и требуют некоторых дополнительных действий, необходимых для корректной работы.
Пример 1. Запись значения типа double в двоичный файл.
# include <fstream>
# include <iostream>
using namespace std;
# include <stdlib.h>
class bin_outstream:public ofstream
{ public:
bin_outstream(const char *fn): ofstream(fn, ios::out | ios::binary){}
void writeOurDate(const void*, int);
ofstream &operator<<(double d) { writeOurDate(&d, sizeof(d));
return *this;
|
|
}
};
int main()
{ bin_outstream bin_out(”B_out.dat”);
if (! bin_out) { cerr<<”Unable to write to B_out.dat”<<endl;
exit(1);
}
double d = 5.252;
bin_out<<d;
bin_out<<d*d;
d = 5.2E-5;
bin_out<<d;
return 0;
}
void bin_outstream:: writeOurDate(const void *Ptr, int len)
{ if (! Ptr) return;
if (len<=0) return;
write((char*)Ptr, len);
Пример 2. Чтение значений типа double из двоичного файла.
# include <fstream>
# include <iostream>
using namespace std;
# include <stdlib.h>
class bin_instream: public ifstream
{ public:
bin_instream(const char *fn): ifstream(fn, ios::in | ios::binary){}
void readOurDate(void*, int);
bin_instream &operator>>(double &d) { readOurDate(&d, sizeof(d));
return *this;
}
};
int main()
{ bin_instream bin_in(”B_in.dat”);
if (! bin_in)
{ cerr<<”Unable to open B_in.dat”<<endl;
exit(1);
}
double d;
long count = 0;
bin_in>>d;
while (! bin_in.eof())
{ cout << ++count << ”:’ << d << endl;
bin_in>>d;
}
return 0;
}
void bin_instream:: readOurDate(void *p, int len)
{ if (! p) return;
if (len <= 0) return;
read((char*)p, len);
}
Для работы с файловыми потоками любого из стандартных типов, нужно перегрузить операторы ввода и вывода под требуемый тип данных или воспользоваться шаблоном класса, задаваемым с помощью ключевого слова template.
Сохранение в двоичных файлах данных, имеющих тип, создаваемый пользователем.
Иногда возникает необходимость сохранить в файле данные, структура которых задается программистом. В этих случаях задают класс, содержащий данные и функции, перегруженные операторы ввода и вывода под эти данные.
|
|
Пример 3.
Объявим структуру
struct mountine {
char name[20]; //название горы
int altitude; //высота над уровнем моря
int complicate; //сложность
};
mountine mount;
Для сохранения информации в двоичном файле выполняют следующее:
ofstream fil_out(”mountines.txt”, ios_base::app);
fil_out << mount.name << ” ” << mount.altitude << ’ ’ << mount.complicate <<”\n”;
Для сохранения той же информации в двоичном файле выполняют следующее:
ofstrem fil_out(”mountines.dat”, ios_base::app | ios_base::bynary);
fil_out.write((char *) &mount, sizeof(mountine));
Метод write копирует указанное число байтов (в данном случае – sizeof(mountine)) в файл из памяти ЭВМ. Несмотря на то, что сохранение данных происходит в двоичном файле, адрес переменной преобразуется к указателю на тип char.
Для чтения данных из двоичного файла используют метод read:
ifstream fil_in(”mountines.dat”, ios_base::binary);
fil_in.read((char *) &mount, sizeof(mountine));
При записи или чтении классов, не содержащих виртуальных функций, можно использовать тот же самый подход. Чтобы сделать класс потоковым, нужно перегрузить операторы << и >>:
|
|
friend ostream &operator<<(ostream &, AnyClass &);
friend istream &operator>>(istream &, AnyClass &);
Произвольный доступ к элементам файлов
Файловый указатель.
Каждый файл имеет два связанных с ним значения: указатель чтения и указатель записи, по-другому называемые файловым указателем или текущей позицией.
При последовательном доступе к элементам файлов перемещение файлового указателя происходит автоматически. Но иногда бывает нужно контролировать его состояние. Для этого используются следующие функции:
- seekg() – установить текущий указатель чтения;
- tellg() – проверить текущий указатель чтения;
- seekp() – установить текущий указатель записи;
- tellp() – проверить текущий указатель записи.
Организация доступа к элементам двоичных файлов.
Благодаря наличию файлового указателя, в двоичных файлах допустим произвольный доступ к их элементам, который можно реализовать с помощью перегруженных функций – элементов, унаследованных из класса istream:
istream &seekg(streampos) или
istream &seekg(streamoff, ios::seek_dir);
Типы данных streampos и streamoff эквивалентны значениям типа long, но использовать long в явном виде не рекомендуется из-за неоднозначности работы различных компиляторов. Поэтому их определяют как
|
|
typedef long streampos;
typedef long streamoff;
Первая из перегруженных форм функции seekg позиционирует входной поток на заданном байте, вторая – на смещении относительно одной из трех позиций, определенных значением константы ios::seek_dir (табл. 1)
Таблица.1
Константа | значение | описание |
beg | 0 | поиск от начала файла |
cur | 1 | поиск от текущей позиции файла |
end | 2 | поиск от конца файла |
Для позиционирования внутреннего указателя файла для выходных потоков используют перегруженные функции выходных файловых потоков, унаследованных из класса ostream:
ostream &seekp(streampos);
ostream &seekp(streamoff, ios::seek_dir);
Пример 16.4. В двоичном файле, содержащем целые числа, заменить максимальное значение файла суммой его четных элементов.
#include <fstream>
#include <iostream>
using namespace std;
# include <stdlib.h>
class bin_stream:public fstream
{ public:
bin_stream(const char *fn): fstream(fn, ios::out | ios::in | ios::binary) {}
void doneOurDate(const void*, int, int);
bin_stream &operator<<(int d) { doneOurDate(&d, sizeof(d),0);
return *this;
}
bin_stream &operator>>(int &d) { doneOurDate(&d, sizeof(d),1);
return *this;
}
};
int main()
{ int i, d, max, i_max, sum_even = 0;
randomize();
bin_stream bin_out(”Bin.dat”);
if (!bin_out) { cerr << ”Unable to write to Bin.dat” << endl;
exit(1);
}
for (i = 0; i < 10; i++) { d = random(100);
bin_out << d;
if (d % 2 == 0) sum_even += d;
}
bin_out.seekp(0, ios::beg);
bin_out >> max;
i_max = 0;
for (i = 1; i < 10; i++) { bin_out >> d;
if (d > max) { max = d; i_max = i; }
}
bin_out.seekp(sizeof(int) * i_max, ios::beg);
bin_out << sum_even;
bin_out.seekp(0, ios::beg);
for (i = 0; i < 10; i++) { bin_out >> d;
cout <<d <<' ';
}
bin_out.close();
return 0;
}
void bin_stream:: doneOurDate(const void *Ptr, int len, int sign)
{ if (!Ptr) return;
if (len <= 0) return;
if (sign==0) write((char*)Ptr, len);
else read((char*)Ptr, len);
}
Контрольные вопросы
- Что такое поток?
- Особенности работы с двоичными файлами.
- Что представляет собой файловый указатель?
- Как организовать доступ к произвольному месту двоичного файла?
Хід виконання роботи
Для выполнения лабораторной работы необходимо составить программу согласно своему варианту задания.
Варианты заданий
Номер варианта | Задание |
1, 14 | В двоичном файле целого типа заменить максимальный элемент суммой предыдущих элементов, минимальный – суммой последующих элементов. |
2, 15 | В конец двоичного файла целого типа дописать четные элементы этого файла |
3, 16 | В начало двоичного файла целого типа дописать нечетные элементы этого файла. |
4, 17 | В середину двоичного файла целого типа поместить элементы этого файла, кратные пяти. |
5, 18 | В двоичном файле целого типа поменять местами элементы, стоящие на четных местах с элементами, стоящими на нечетных местах. |
6, 19 | В начало двоичного файла целого типа дописать его минимальное значение, в середину – максимальное. |
7, 20 | В начало двоичного файла целого типа записать элементы, являющиеся делителями максимального элемента этого файла. |
8, 21 | В середину двоичного файла целого типа записать элементы этого файла, меньшие числа, введенного с клавиатуры. |
9, 22 | Даны двоичные файлы f и g целого типа. Записать в начало файла f положительные компоненты файла g, а в конец файла g – отрицательные компоненты файла f с сохранением порядка их следования. |
10, 23 | Дан двоичный файл с целыми числами. Удалить из него число, записанное после первого нуля (принять, что нули в файле имеются). Результат записать в другой файл. |
11, 24 | Дан двоичный файл с целыми числами. Все его четные элементы заменить нулями. Рассмотреть 2 варианта: - исходный файл содержит 13 чисел; - размер исходного файла неизвестен. |
12, 25 | Дан двоичный файл с целыми числами. Заменить все его элементы, порядковый номер которых кратен 7, на новые значения, которые вводятся с клавиатуры. Рассмотреть 2 варианта: - исходный файл содержит 20 чисел; - размер исходного файла неизвестен. |
13, 26 | Дан двоичный файл с положительными и отрицательными целыми числами. Записать в другой файл сначала отрицательные элементы, а затем положительные. |
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 316; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!