DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE File Marco D. Santambrogio –...
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DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
FileFile
Marco D. Santambrogio – [email protected]. aggiornata al 9 Maggio 2012
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
ObiettiviObiettivi
• Alcun problemi aperti• File
File e OS File in C
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DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
I programmi che abbiamo I programmi che abbiamo considerato finora….considerato finora….
• Richiedono di conoscere a priori le dimensioni dei dati da elaborare (es. per un array bisogna sempre specificare la dimensione a tempo di compilazione) Strutture dati statiche Soluzione: strutture dati dinamiche
• Perdono dati di ingresso, risultati intermedi e risultati finali al termine dell’esecuzione Volatilità delle variabili Soluzione: file
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DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Strutture dati dinamicheStrutture dati dinamiche
• Servono per i casi in cui non è possibile stimare a priori la dimensione massima di una struttura dati
• E’ possibile allocare la memoria a tempo di esecuzione; il numero massimo di elementi può addirittura variare durante l’esecuzione
• In C vengono realizzate attraverso l’uso dei puntatori...non approfondiremo oltre
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DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Non si deve fare!!Non si deve fare!!
int funzione(int vet[], int n){Int vettoreAusiliario[n]; /*Errore in compilazione n non e’ noto a compile time! */
}
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DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
I fileI file
• I file sono contenitori di informazioni: sequenze di byte associate ad un nome
• Ci sono due tipi fondamentali di file: File Binari: sequenza di byte File Testuali: sequenza di caratteri, suddivisi in
linee terminate da un carattere di newline; • ciascun byte è la codifica ASCII di un carattere
alfanumerico (alcuni caratteri possono essere caratteri di controllo non printable)
• Memorizzati in modo permanente in memoria di massa Necessari come archivio di informazioni
persistenti, visto che la memoria di lavoro è invece volatile
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DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
I file e il sistema operativoI file e il sistema operativo
• Gestiti dal sistema operativo (gestione del file system) Risolve la corrispondenza tra nome del
file e tracce/settori del disco in cui è memorizzato
Invia i comandi al drive del disco (interfaccia di I/O) per leggere da o scrivere su file (trasferimento tra memoria di massa e memoria centrale)
• Per organizzare in modo conveniente grandi quantità di file, questi sono raccolti in directory (cartelle)
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DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Identificazione dei fileIdentificazione dei file
• Possono esistere più file con lo stesso nome, purché abbiano una collocazione diversa nell’albero dei direttori
• Pathname: descrive tutto il percorso nell’albero dei direttori per raggiungere il file Il direttorio radice (root) assume il nome dell’unità
disco, che nei PC è C: Es.: il file FILE3 nel direttorio Lisa ha pathname
• C:\user\lisa\FILE3• I file sono generalmente dotati di attributi
Data e ora di creazione o dell’ultima modifica Dimensioni espresse in numero di byte
• Il compito di gestire i file e caricarli nella memoria di lavoro, quando richiesto, è svolto dal sistema operativo
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DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
File e programmi CFile e programmi C
• In C l’accesso ai file da parte di un programma avviene tramite le funzioni disponibili nella libreria stdio.h
• Le funzioni di libreria della stdio.h interagiscono con il sistema operativo per consentire l’accesso a file Al loro interno le funzioni di libreria
contengono delle chiamate a funzioni di sistema operativo
Sfruttano la chiamate al sistema operativo (dette primitive) per creare, cancellare, scrivere, leggere da file
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DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Uso dei file in ambiente CUso dei file in ambiente C
• In ambiente C, per utilizzare un file all’interno di un programma è necessario:
• Aprire un “flusso di comunicazione”, cioè aprire il file
• Accedere a file in lettura e/o scrittura• Chiudere il “flusso di comunicazione”, cioè
chiudere il file
• Se un file viene aperto in una certa modalità (binario o testuale): Le operazioni sul file devono essere
effettuate in modo congruente, tenendo conto del tipo di file
Se creo un file in formato binario devo leggerlo sempre in formato binario
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DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Apertura di un file 1/2Apertura di un file 1/2
• File * fopen(“nome_file”, “modalità”) è la funzione per l’apertura del file riceve in ingresso il nome del file da aprire e il modo in cui lo
si vuole aprire restituisce il puntatore al descrittore del file creato
• Alla chiamata della funzione il sistema operativo crea un nuovo descrittore di file nella
tabella dei file aperti inizializza i campi del descrittore restituisce il puntatore a tale descrittore. Questo puntatore
rappresenta il nome logico del file, associato al nome fisico indicato come parametro della fopen
una volta aperto il file, questo può essere acceduto indicando il solo nome logico
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DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Apertura di un file 2/2Apertura di un file 2/2
• In un programma C, un file è rappresentato da un puntatore al descrittore del file
• Un programma C che utilizza un file deve dichiarare una variabile puntatore, ad esempio: FILE *fp;
• Il programma fa riferimento al file (nel suo complesso) tramite tale variabile (fp)
#include <stdio.h>
main()
{
FILE *fp;
fp=fopen(“ordine.txt”, “r”)
………
}
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DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Flussi di comunicazione Flussi di comunicazione standardstandard• I file in realtà sono già stati utilizzati prima
• All’inizio dell’esecuzione di un programma C vengono automaticamente aperti 3 flussi di comunicazione standard rappresentati da 3 variabili implicite di tipo puntatore a FILE stdin: associato al file che rappresenta il dispositivo di
ingresso standard (tastiera) stdout: associato al file che rappresenta il dispositivo di
uscita standard (video) stderr: associato al file che rappresenta il dispositivo di
uscita standard (video)
• printf scrive sul file a cui fa riferimento il puntatore stdout
• scanf legge dal file cui fa riferimento stdin
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DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Modalità di apertura di un Modalità di apertura di un filefile• “r”
sul file sarà possibile eseguire solo operazioni di lettura. Se il file non esiste, la funzione fopen restituisce il codice di errore NULL
• “w” sul file sarà possibile eseguire solo operazioni di scrittura ad inizio file Se il file non esiste viene automaticamente creato
• “r+” sul file sarà possibile eseguire sia operazioni di lettura che di scrittura Se il file non esiste, la funzione fopen restituisce il codice di errore NULL
• “w+” sul file sarà possibile eseguire sia operazioni di lettura che di scrittura. Se il file non esiste, viene automaticamente creato, in caso contrario il
contenuto preesistente del file viene perso (sovrascrittura)• “a”
sul file sarà possibile eseguire solo operazioni di scrittura in coda al file. Se il file non esiste viene automaticamente creato, altrimenti il contenuto
preesistente del file non viene perso• “rb, wb, rb+, wb+, ab+”
stesso significato di cui sopra ma per file binari
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DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Chiusura di un fileChiusura di un file
• La chiusura di un file è possibile attaverso la funzione fclose
int fclose (FILE *fp)
• Riceve in ingresso il puntatore del file da chiudere
• Restituisce 0 se l’operazione è andata a buon fine !=0 se non è andata a buon fine
• Alla chiamata, il sistema operativo chiude il file referenziato dal puntatore assegna al puntatore il valore NULL libera l’elemento che conteneva il descrittore del file chiuso
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DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Gestione degli erroriGestione degli errori
• int feof(FILE *p) Restituisce
• !=0 se durante la lettura si incontra EOF• 0 se non si è incontrata la fine del file
Accedere ad un file in una zona oltre la fine del file è considerato errore
• int ferror(FILE *p) Restituisce
• !=0 se durante la lettura non si è verificato errore
• 0 se si è verificato errore
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DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Formato dei file e Formato dei file e Lettura/scritturaLettura/scrittura
• La lettura e la scrittura devono essere operazioni simmetriche dipendono dal tipo di file
• La struttura delle informazioni inserite in un file sono definite da chi crea il file
• Se il file è testuale i caratteri letti/scritti possono essere soggetti ad interpretazione Per esempio il carattere ascii 10 indica il comando di “a capo” Questo carattere non viene letto o scritto ma viene attivato il comando
che manda a capo la prossima riga
• Se il file è binario i caratteri letti/scritti non sono interpretati Quindi se scrivo il carattere con codice ascii 10 in un file binario viene
scritto proprio il carattere con codice 10
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DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Accesso SequenzialeAccesso Sequenziale
• Le operazioni di lettura e scrittura accedono al file in modo sequenziale, e mantengono traccia del punto in cui si è arrivati nella scrittura del file
• Dopo l’apertura, il puntatore è posizionato all’inizio del file, dopo si sposta di un numero di byte pari a quelli che sono stati letti (scritti) e trasferiti in (da) memoria centrale
• Se l’apertura di un file è in scrittura, in modalità “a” (append), allora dopo l’apertura il puntatore è posizionato a fine file
• La funzione feof(fp), indica se il file pointer è posizionato a fine file feof(fp) != 0 se il file pointer è posizionato a fine file feof(fp) == 0 negli altri casi
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DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Lettura e scrittura di file Lettura e scrittura di file testuali 1/2testuali 1/2
• In un file testuale possono leggere e scrivere Un carattere per volta (fgetc, fputc) Un blocco formattato (fscanf, fprintf)
• int fgetc (FILE *fp) legge il prossimo carattere dal file
specificato come parametro• int fputc (int c, FILE *fp)
scrive sul file specificato come parametro il carattere specificato come parametro
• Esistono anche le funzioni getc e putc Hanno lo stesso prototipo e sono equivalenti Hanno una diversa implementazioni
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DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Lettura e scrittura di file Lettura e scrittura di file testuali 2/2testuali 2/2
• int fscanf(FILE *fp, stringa_controllo, variabili) Ha la stesso effetto della scanf ma legge da file La scanf è la fscanf in un cui fp punta a stdin
• int fprintf(FILE *fp, stringa_controllo, variabili) Ha la stesso effetto della printf ma scrive sul file La printf è la fprintf in un cui fp punta a stdout
• Tutte queste funzioni restituiscono EOF in caso di errore
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DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Lettura e scrittura di blocchi di Lettura e scrittura di blocchi di bytebyte
• int fread (void *punt, dim_blocco, num_blocchi, FILE *fp)
Legge dal file fp un numero di byte pari a dim_blocco*num_blocchi e li memorizza nell’area di memoria puntata da punt
Restituisce il numero di byte letti
• int fwrite (void *punt, dim_blocco, num_blocchi, FILE *fp)
Scrive sul file fp un numero di byte pari a dim_blocco*num_blocchi letti dall’ area di memoria puntata da punt
Restituisce il numero di byte scritti
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DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Accesso diretto ad un byte Accesso diretto ad un byte specificospecifico
• long int ftell(FILE *fp) Restituisce il valore dell’indicatore di posizione
del prossimo byte a cui si può accedere
• int fseek (FILE *fp, long offset,int refpoint) Sposta l’indicatore di posizione del prossimo
byte a cui accedere del valore di offset (positivo o negativo) a partire da refpoint
Restituisce 0 se l’operazione è possibile
• rewind(FILE *fp) sposta l’indicatore di posizione all’inizio del file
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DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Legge e mostra a video un file di Legge e mostra a video un file di testotesto
#include <stdio.h> #include <stddef.h> int main() {
FILE *fp;char c;fp = fopen("filechar", "r"); /* file lettura, modalità testo */if ( fp != NULL ) {
c = fgetc(fp); while (c != EOF) {
putchar(c);c = fgetc(fp);
}fclose(fp);
}else
printf("Il file non può essere aperto\n"); return 0;
}
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DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Lettura sequenziale di un Lettura sequenziale di un filefile
#include <stdio.h>main(){
int account; char name[ 30 ]; double balance; FILE *cfPtr; /* cfPtr = clients.dat file pointer */ cfPtr = fopen( "clients.dat", "r" ); if ( cfPtr == NULL ) printf( "File could not be opened\n" ); else { printf( "%-15s %-15s %s\n", "Account", "Name", "Balance" ); fscanf( cfPtr, "%d%s%lf", &account, name, &balance ); while ( !feof( cfPtr ) ) { printf( "%-15d%-15s%7.2f\n", account, name, balance ); fscanf( cfPtr, "%d%s%lf", &account, name, &balance ); } fclose( cfPtr ); }}
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Clients.dat
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Fonti per lo studio + Fonti per lo studio + CreditsCredits• Fonti per lo studio
• CreditsGianluca Palermo