Функції введення–виведення верхнього рівня

Функції верхнього рівня характеризуються буферизацією операцій зчитування та запису. Якщо проводиться операція запису у файл, то інформація з буферу записується у файл при заповненні буфера, закритті файла та за деяких інших умов. Інформація зчитується з буфера, до якого потрапляє нова порція інформації. Буферизація здійснюється автоматично. Вона дозволяє пришвидшити виконання програми за рахунок зменшення кількості звертань до зовнішніх пристроїв, що працюють відносно повільно. До функцій верхнього рівня належать:

a clearerr() – скидання прапорців помилок;

a fclose() – закриття потоку;

a fcloseall() – закриття всіх відкритих файлів;

a fdopen() – створення потоку для файла, відкритого раніше на нижньому рівні з використанням дескриптора;

a feof() – перевірка на кінець потоку;

a ferror() – перевірка прапорців помилок;

a flush() – скидання буфера потоку;

a fgetc() – читання символу з потоку;

a fileno() – отримання дескриптора файла, пов'язаного з потоком;

a fgetchar() – макрос читання зі stdin (аналог fgetc(stdin));

a fgets() – читання рядка з потоку;

a flushall() – скидання всіх буферів;

a fopen() – відкривання файла;

a fprintf() – форматоване виведення в потік;

a fputc() – запис символу в потік;

a fputchar() – макрос запису символу у stdout;

a fputs() – запис рядка в потік; символ нового рядка не дописується;

a fread() – неформатоване читання;

a freopen() – повторне відкривання в новому режимі;

a printf() – форматоване виведення у stdout;

a scanf() – форматоване введення зі stdin;

a fscanf() – форматоване читання з потоку;

a fseek() – позиціювання файлового покажчика;

a fwrite() – неформатований запис у потік;

a getc() – читає символ з потоку та переставляє файловий покажчик на наступну позицію;

a getchar() – макрос читання зі stdin (аналог getc(stdin));

a gets() – читання рядка зі stdin;

a getw() – читання слова з потоку (цілого типу int);

a putc() – макрос запису символу в потік;

a putchar() – макрос запису у stdout;

a puts() – записує рядок з нуль-символом у stdout і дописує символ нового рядка;

a putw() – запис слова в потік;

a rewind() – установлення файлового покажчика на початок файла;

a setbuf() – установлює буфер для відкритого потоку;

a setvbuf() – установлює буфер із низкою додаткових параметрів;

a sprintf() – форматоване виведення в рядок;

a sscanf() – форматоване введення з рядка;

a tempnam() – генерує ім'я тимчасового файла в каталозі;

a tmpfile() – створює тимчасовий файл;

a ungetc() – повертає символ у потік;

a vfprintf(), vsprintf(), vfscanf(), vscanf(), vsscanf() – аналоги відповідних описаних вище функцій, але приймають як параметри покажчик на список аргументів – адрес змінних, що виводяться чи яким присвоюються значення, що вводяться.

Розглянемо деякі функції.

Функція printf(control, arg1, arg2, ...) визначає формат і друкує свої аргументи в стандартне виведення під керуванням рядка control. Керуючий рядок містить два типи об'єктів: звичайні символи, що просто копіюються у вихідний потік, і специфікації перетворень, кожна з яких викликає перетворення та друк чергового аргументу printf.

Продемонструємо вплив задання різних специфікацій на друк "hello, world" (12 символів).

:%10s:: hello, world::%10-s:: hello, world::%20s:: hello, world::%-20s:: hello, world::%20.10s:: hello, world::%-20.10s:: hello, world::%.10s:: hello, world:

Функція scanf використовується для введення даних та є аналогом printf. Функція scanf(control,arg1,arg2,...) читає символи зі стандартного введення, інтерпретує їх відповідно до формату, зазначеного в аргументі control, і розміщує результати в інші аргументи. Наприклад, звертання

int 1;

float x;

char name[50];

scanf("&d%f%s",&i,&x,name);

з рядком при введенні

E-1 alpha

приводить до присвоювання i значення 25, x – значення 5.432 і name – рядка "alpha", який закінчується символом '\0'. Ці три поля введення можна розділювати довільною кількістю пропусків, табуляцій і символів нових рядків. Виклик функції

int i;float x;char name[50];scanf("%2d %f%*d%2s",&i,&x,name);

із введенням

56789 0123 45a72

присвоїть i значення 56, x – 789.0, пропустить 0123 і помістить у name рядок "45". При наступному звертанні до будь-якої процедури введення розгляд почнеться з літери а. У наведених вище фрагментах програм name є покажчиком і, отже, перед ним не потрібно поміщати знак &.

Аргументи функції scanf мають бути покажчиками. Найрозповсюдженіша помилка полягає в написанні scanf("%d",n); замість scanf("%d",&n);

Функції sscanf і sprintf здійснюють аналогічні перетворення, але оперують із рядком, а не файлом:

sprintf(string,control,arg1,arg2,...)sscanf(string,control,arg1,arg2,...) Функція sprintf перетворює свої аргументи arg1, arg2 і т. д. відповідно до формату, зазначеного в control, але розміщує результати у string, а не в стандартне виведення. Звичайно, рядок string має бути достатньо великим, щоб вмістити результат. Наприклад, якщо name – символьний масив, а n – ціле, то

sprintf(name,"temp%d",n);

створює в name рядок вигляду tempnnn, де nnn – значення n.

Функція sscanf виконує зворотні перетворення – вона переглядає рядок string відповідно до формату в аргументі control і поміщає результуючі значення в аргументи arg1, arg2 і т. д. Ці аргументи мають бути покажчиками. У результаті виклику

sscanf(name,"temp%d",&n);

змінна n одержує значення рядка цифр, що йдуть за темр у name.

Аналогічними є функції fprintf() та fscanf(), що працюють із файлами. Вони мають першим параметром змінні типу FILE*.

Функції getc(), getchar(), gets(), getw() зчитують відповідно символ, рядок, слово з потоку; putc(), putchar(), puts(), putw() – записують.

Перед використанням файла його необхідно відкрити за допомогою функції fopen зі стандартної бібліотеки. Функція fopen використовує зовнішнє ім'я файла, проводить деякі обслуговуючі дії й повертає внутрішнє ім'я, що має використовуватися при читанні з файла чи записах у нього. Це внутрішнє ім'я, що називається покажчикомфайла, фактично є покажчиком на структуру, що містить певну інформацію про файл (місце розміщення буфера, поточна позиція символу в буфері, спосіб використання файла, читання чи запис тощо). Користувач може й не знати всіх технічних деталей. Наприклад:

FILE *fopen(),*fp;

Тут fp є покажчиком на FILE, а fopen повертає покажчик на FILE. Зверніть увагу, що FILE є ім'ям типу (це реалізовано як typedef). Фактичне звертання до функції fopen у програмі має вигляд

fp=fopen(name,mode);

Першим аргументом функції fopen є ім'я файла, що задається у вигляді символьного рядка. Другий аргумент mode (режим) також є символьним рядком, що вказує, як файл буде використовуватися. Допустимими режимами є: читання ("r"), запис ("w") і дописування в кінець ("a"). Також можна використовувати "r+" – відкривання існуючого файла для читання та запису, "w+" – створення нового файла для запису й читання, "a+" – відкривання для дописування в кінець чи читання. Якщо файл існує, то він перезапишеться.

Якщо ви відкриєте для запису неіснуючий файл, то його буде створено (якщо це можливо). Відкривання існуючого файла для запису приводить до знищення його старого вмісту. Спроба читання неіснуючого файла є помилкою. Помилки можуть бути зумовлені й іншими причинами (напр., спробою читання з файла, якщо на це немає дозволу). За наявності помилки функція повертає нульове значення покажчика NULL (яке для зручності визначається у файлі stdio.h).

При роботі з уже відкритими файлами найпростішими є функції getc і putc. Функція getc повертає наступний символ з файла; їй потрібен покажчик файла, щоб знати, з якого файла читати. Таким чином, c=getc(fp) поміщає в "с" наступний символ з файла-потоку, зазначеного за допомогою fp, і EOF, якщо досягнуто кінець файла.

Функція putc putc(c,fp) поміщає символ "с" у файл fp і повертає "с". Подібно функціям getchar і putchar, getc і putc можуть бути макросами, а не функціями.

Функції getchar і putchar можуть бути визначені в терміналах getc, putc, stdin і stdout таким чином:

#define getchar()getc(stdin)

#define putchar(с)putc(c,stdout)

При роботі з файлами для форматного введення й виведення можна використовувати функції fscanf і fprintf. Вони ідентичні функціям scanf і printf, за винятком того, що першим аргументом є покажчик файла.

Розглянемо програму для конкатенації файлів. Схема, що тут використовується, зручна (аргументи в командному рядку обробляються послідовно). Якщо такі аргументи відсутні, то обробляється стандартне введення. Це дозволяє використовувати програму як самостійно, так і як частину більшої задачі.

#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); }

Функція fclose зворотна за дією стосовно fopen; вона розриває зв'язок між покажчиком файла й зовнішнім ім'ям, установлений фун­кцією fopen, і вивільняє покажчик файла. Більшість операційних систем мають деякі обмеження на кількість одночасно відкритих файлів, якими може оперувати програма. Існує також інша причина для застосування функції fclose до вихідного файла – вона викликає звільнення буфера (за нормального завершення роботи програми функція fclose викликається автоматично для кожного відкритого файла).