Доступ к файлам
Все до сих пор написанные программы читали из стандарт- ного ввода и писали в стандартный вывод, относительно кото- рых мы предполагали, что они магическим образом предоставле- ны программе местной операционной системой. Следующим шагом в вопросе ввода-вывода является написа- ние программы, работающей с файлом, который не связан зара- нее с программой. одной из программ, которая явно демонстри- рует потребность в таких операциях, является CAT, которая объединяет набор из нескольких именованных файлов в стандар- тный вывод. Программа CAT используется для вывода файлов на терминал и в качестве универсального сборщика ввода для программ, которые не имеют возможности обращаться к файлам по имени. Например, команда
CAT X.C.Y.C
печатает содержимое файлов X.C и Y.C в стандартный вывод. Вопрос состоит в том, как организовать чтение из имено- ванных файлов, т.е., как связать внешние имена, которыми мыслит пользователь, с фактически читающими данные операто- рами.
Эти правила просты. Прежде чем можно считывать из неко- торого файла или записывать в него, этот файл должен быть открыт с помощью функции FOPEN из стандартной библиотеки. функция FOPEN берет внешнее имя (подобное X.C или Y.C), про- водит некоторые обслуживающие действия и переговоры с опера- ционной системой (детали которых не должны нас касаться) и возвращает внутреннее имя, которое должно использоваться при последующих чтениях из файла или записях в него. Это внутреннее имя, называемое "указателем файла", фак- тически является указателем структуры, которая содержит ин- формацию о файле, такую как место размещения буфера, текущая позиция символа в буфере, происходит ли чтение из файла или запись в него и тому подобное. Пользователи не обязаны знать эти детали, потому что среди определений для стандартного ввода-вывода, получаемых из файла STDIO.H, содержится опре- деление структуры с именем FILE. Единственное необходимое для указателя файла описание демонстрируется примером:
FILE *FOPEN(), *FP;
Здесь говорится, что FP является указателем на FILE и FOPEN возвращает указатель на FILE. Oбратите внимание, что FILE является именем типа, подобным INT, а не ярлыку струк- туры; это реализовано как TYPEDEF. (Подробности того, как все это работает на системе UNIX, приведены в главе 8). Фактическое обращение к функции FOPEN в программе имеет вид: FP=FOPEN(NAME,MODE);
Первым аргументом функции FOPEN является "имя" файла, кото- рое задается в виде символьной строки. Второй аргумент MODE ("режим") также является символьной строкой, которая указы- вает, как этот файл будет использоваться. Допустимыми режи- мами являются: чтение ("R"), запись ("W") и добавление ("A"). Если вы откроете файл, который еще не сущетвует, для за- писи или добавления, то такой файл будет создан (если это возможно). Открытие существующего файла на запись приводит к отбрасыванию его старого содержимого. Попытка чтения несу- ществующего файла является ощибкой. Ошибки могут быть обус- ловлены и другими причинами (например, попыткой чтения из файла, не имея на то разрешения). При наличии какой-либо ошибки функция возвращает нулевое значение указателя NULL (которое для удобства также определяется в файле STDIO.H). Другой необходимой вещью является способ чтения или за- писи, если файл уже открыт. Здесь имеется несколько возмож- ностей, из которых GETC и PUTC являются простейшими.функция GETC возвращает следующий символ из файла; ей необходим ука- затель файла, чтобы знать, из какого файла читать. Таким об- разом,
C=GETC(FP)
помещает в "C" следующий символ из файла, указанного посред- ством FP, и EOF, если достигнут конец файла. Функция PUTC, являющаяся обращением к функции GETC,
PUTC(C,FP)
помещает символ "C" в файл FP и возвращает "C". Подобно фун- кциям GETCHAR и PUTCHAR, GETC и PUTC могут быть макросами, а не функциями. При запуске программы автоматически открываются три фай- ла, которые снабжены определенными указателями файлов. Этими файлами являются стандартный ввод, стандартный вывод и стан- дартный вывод ошибок; соответствующие указатели файлов назы- ваются STDIN, STDOUT и STDERR. Обычно все эти указатели свя- заны с терминалом, но STDIN и STDOUT могут быть перенаправ- лены на файлы или в поток (PIPE), как описывалось в разделе 7.2. Функции GETCHAR и PUTCHAR могут быть определены в терми- налах GETC, PUTC, STDIN и STDOUT следующим образом: #DEFINE GETCHAR() GETC(STDIN) #DEFINE PUTCHAR(C) PUTC(C, STDOUT) При работе с файлами для форматного ввода и вывода можно ис- пользовать функции FSCANF и FPRINTF. Они идентичны функциям SCANF и PRINTF, за исключением того, что первым аргументом является указатель файла, определяющий тот файл, который бу- дет читаться или куда будет вестись запись; управляющая строка будет вторым аргументом.
Покончив с предварительными замечаниями, мы теперь в состоянии написать программу CAT для конкатенации файлов. Используемая здесь основная схема оказывается удобной во многих программах: если имеются аргументы в командной стро- ке, то они обрабатываются последовательно. Если такие аргу- менты отсутствуют, то обрабатывается стандартный ввод. Это позволяет использовать программу как самостоятельно, так и как часть большей задачи.
#INCLUDE <STDIO.H>
MAIN(ARGC, ARGV) /*CAT: CONCATENATE FILES*/ INT ARGC; CHAR *ARGV[]; \( FILE *FP, *FOPEN(); IF(ARGC==1) /*NO ARGS; COPY STANDARD INPUT*/ FILECOPY(STDIN); ELSE WHILE (--ARGC > 0) IF ((FP=FOPEN(*++ARGV,"R"))==NULL) \( PRINTF("CAT:CAN'T OPEN %\N",*ARGV); BREAK; \) ELSE \( FILECOPY(FP); FCLOSE(FP); \) \) FILECOPY(FP) /*COPY FILE FP TO STANDARD OUTPUT*/ FILE *FP; \( INT C; WHILE ((C=GETC(FP)) !=EOF) PUTC(C, STDOUT); \)
Указатели файлов STDIN и STDOUT заранее определены в библио- теке ввода-вывода как стандартный ввод и стандартный вывод; они могут быть использованы в любом месте, где можно исполь- зовать объект типа FILE*.они однако являются константами, а не переменными, так что не пытайтесь им что-либо присваи- вать. Функция FCLOSE является обратной по отношению к FOPEN; она разрывает связь между указателем файла и внешним именем, установленную функцией FOPEN, и высвобождает указатель файла для другого файла.большинство операционных систем имеют не- которые ограничения на число одновременно открытых файлов, которыми может распоряжаться программа. Поэтому, то как мы поступили в CAT, освободив не нужные нам более объекты, яв- ляется хорошей идеей. Имеется и другая причина для примене- ния функции FCLOSE к выходному файлу - она вызывает выдачу информации из буфера, в котором PUTC собирает вывод. (При нормальном завершении работы программы функция FCLOSE вызы- вается автоматически для каждого открытого файла).
