Файлы в языке программирования паскаль
Файлы в Pascal. Понятия файла и файловой переменной. Внешние файлы
Файлы в Pascal.
 |
| Файлы в Pascal. |
Введение файлового типа в язык Паскаль вызвано необходимостью обеспечить возможность работы с периферийными (внешними) устройствами ЭВМ, предназначенными для ввода, вывода и хранения данных.
Файл – совокупность данных, записанная во внешней памяти под определенным именем.
Файловый тип переменной – структурированный тип, представляет собой совокупность однотипных элементов, количество которых заранее не определено.
Обработка типизированных файлов.
Переменную файлового типа описывают одним из двух способов:
Тип может быть любым, кроме файлового.
Стандартные процедуры и функции
— связывает файловую переменную f с физическим файлом, полное имя которого задано в строке x. Установленная связь будет действовать до конца работы программы, или до тех пор, пока не будет сделано переназначение.
После связи файловой переменной с дисковым именем файла нужно открыть файл.
открывает для записи файл и очищает его.
закрывает открытый до этого файл с файловой переменной f. EOF(f) возвращает значение TRUE, когда при чтении достигнут конец файла.
позволяет переименовать физический файл на диске, связанный с файловой переменной f. Переименование возможно после закрытия файла.
уничтожает физический файл на диске, который был связан с файловой переменной f. Файл к моменту вызова процедуры Erase должен быть закрыт.
Чтение из текстового файла
Процедуры читают информацию из файла f в переменные. Способ чтения зависит от типа переменных, стоящих в списке. Отличие ReadLn от Read в том, что в нем после прочтения данных пропускаются все оставшиеся символы в данной строке, включая метку конца строки. Если список переменных отсутствует, то процедура ReadLn(f) пропускает строку при чтении текстового файла.
Запись в текстовый файл
Процедуры записывают информацию в текстовый файл. WriteLn от Write отличается тем, что после записи всех значений из переменных записывает еще и метку конца строки (формируется законченная строка файла).
Файлы в Паскале. Общие сведения. Текстовые файлы
В язык Паскаль выделяются данные файлового типа, которые служат для работы с информацией, расположенной на внешних устройствах. Эта информация формируется во внешней памяти компьютера, образуя некоторую область, называемую файлом. Файлы имеют имя и представляют собой совокупность однотипных элементов. Обычно они применяются, в случаях большого объема данных, долгосрочного хранения, либо необходимости предоставления доступа нескольким приложениям к одной и той же информации.
Файлы принято разделять на физические и логические. Физические файлы имеют имя, и располагаются на съемном носителе, а логические это те переменные файлового типа, которые их представляют в программе.
В Паскале различают следующие три вида файлов (в скобках описаны ключевые слова для инициализации файловой переменной):
текстовые файлы (text);
типизированные (file of );
Немного позже мы разберемся с каждым из них. А сейчас рассмотрим основные операции для работы с файлами.
Создание файла
Процедура Assign связывает переменную файлового типа с физическим файлом. Например, установить соответствие между переменной Fil и текстовым файлом lot, расположенном на диске D, можно так:
Режим чтения
Конец файла
Количество элементов в файле заранее не определяется, но часто необходимо знать о моменте достижения конца файла. Для этого в Паскале существует логическая функция EOF, которая проверяет достигнут ли конец, и если это так, то принимает значение True, иначе – False. Осуществляется проверка, как правило, в цикле, в качестве условного выражения выступает функция EOF.
Режим записи
Закрытие файла
Процедура Close закрывает открытый файл, а также освобождает файловую переменную, указанную в качестве параметра.
Удаление файла
При помощи процедуры Erase, можно удалить с внешнего носителя, заранее закрытый файл.
Изменение имени файла
Rеnаmе переименовывает физический файл, который перед этим следует закрыть процедурой Close.
Смещение указателя файла
Процедура Sееk устанавливает позицию указателя в файле на необходимый элемент (нумерация элементов начинается с нуля).
Определение положения указателя
Функция FilePos принимает значение порядкового номера элемента, над которым в момент вызова находиться указатель.
Определение количества элементов
Функция FileSize определяет количество всех имеющихся в файле элементов.
Текстовые файлы
Текстовые файлы могут состоять из элементов символьного (char) и строкового (string) типа данных. Ключевое слово Text указывает, что файловая переменная создается для работы именно с текстовым файлом:
Структура текстового файла представляет собой последовательность строк, которые в свою очередь состоят из символов. Любая строка оканчивается признаком «конца строки», а сам файл признаком «конца файла». Для определения конца файла в Паскаль есть функция EOF, а для конца строки – EOLn:
В случае достижения конца строки она (функция EOLn) принимает значение True, в противном случае False.
Рассмотрим работу с текстовым файлом, на примере программы.
Место создания файла «file.txt» не было указано, поэтому он создаться в папке по умолчанию для вашей среды программирования.
Для текстовых файлов в Паскале определены следующие процедуры и функции:
Процедура Append открывает существующий файл в режиме дозаписи. После чего в его конец можно добавить какую либо информацию.
Если до конца строки остались пробелы/знаки табуляции, то функция SeekEOLn возвращает значение True, иначе False.
Если до конца файла остались лишь строки с пробелами/знаками табуляции, то функция SeekEOF возвращает значение True, иначе False.
Pascal-Паскаль
Программирование. Файлы Pascal-Паскаль
Программирование. Файлы Pascal-Паскаль
Файлы Pascal-Паскаль
Существенной особенностью всех рассмотренных до сих пор значений производных типов является наличие в них конечного, наперед заданного числа компонент. Так, в значении многомерного массива это число можно определить, зная количество компонент по каждому измерению, а в значении записи это число определяется количеством и типом полей. Таким образом, заранее, еще до выполнения программы, по этому описанию можно выделить необходимый объем памяти машины для хранения значений переменных этих типов. Но существует определенный класс задач и определенные ситуации, когда количество компонент (пусть даже одного и того же из известных уже типов) заранее определить невозможно, оно выясняется только в процессе решения задачи. Поэтому возникает необходимость в специальном типе значений, которые представляют собой произвольные последовательности элементов одного и того же типа, причем длина этих последовательностей заранее не определяется, а конкретизируется в процессе выполнения программы. Этот тип значений получил название файлового типа. Условно файл в Паскале можно изобразить как некоторую ленту, у которой есть начало, а конец не фиксируется. Элементы файла записываются на эту ленту последовательно друг за другом:
где F – имя файла, а F1, F2, F3, F4 – его элементы. Файл во многом напоминает магнитную ленту, начало которой заполнено записями, а конец пока свободен. В программировании существует несколько разновидностей файлов, отличающихся методом доступа к его компонентам:файлы последовательного доступа и файлы произвольного доступа.
Простейший метод доступа состоит в том, что по файлу можно двигаться только последовательно, начиная с первого его элемента, и, кроме этого, всегда существует возможность начать просмотр файла с его начала. Таким образом, чтобы добраться до пятого элемента файла, необходимо, начав с первого элемента, пройти через предыдущие четыре. Такие файлы называют файлами последовательного доступа. У последовательного файла доступен всегда лишь очередной элемент. Если в процессе решения задачи необходим какой-либо из предыдущих элементов, то необходимо вернуться в начало файла и последовательно пройти все его элементы до нужного.
Файлы произвольного доступа Паскаля позволяют вызывать компоненты в любом порядке по их номеру.
Важной особенностью файлов является то, что данные, содержащиеся в файле, переносятся на внешние носители. Файловый тип Паскаля – это единственный тип значений, посредством которого данные, обрабатываемые программой, могут быть получены извне, а результаты могут быть переданы во внешний мир. Это единственный тип значений, который связывает программу с внешними устройствами ЭВМ.
Работа с файлами в Паскале
Любой файл имеет три характерные особенности. Во-первых, у него есть имя, что дает возможность программе работать одновременно с несколькими файлами. Во-вторых, он содержит компоненты одного типа. Типом компонентов может быть любой тип Паскаля, кроме файлов. Иными словами, нельзя создать «файл файлов». В-третьих, длина вновь создаваемого файла никак не оговаривается при его объявлении и ограничивается только емкостью устройств внешней памяти.
Файловый тип или переменную файлового типа в Паскале можно задать одним из трех способов:
Здесь – имя файлового типа (правильный идентификатор); File, of – зарезервированные слова (файл, из); – любой тип Паскаля, кроме файлов.
Пример описания файлового типа в Паскале
В зависимости от способа объявления можно выделить три вида файлов Паскаля:
Следует помнить, что физические файлы на магнитных дисках и переменные файлового типа в программе на Паскале – объекты различные. Переменные файлового типа в Паскале могут соответствовать не только физическим файлам, но и логическим устройствам, связанным с вводом/выводом информации. Например, клавиатуре и экрану соответствуют файлы со стандартными именами Input, Output.
Как известно, каждый тип данных в Паскале, вообще говоря, определяет множество значений и множество операций над значениями этого типа. Однако над значениями файлового типа Паскаля не определены какие-либо операции, в том числе операции отношения и присваивания, так что даже такое простое действие, как присваивание значения одной файловой переменной другой файловой переменной, имеющей тот же самый тип, запрещено. Все операции могут производиться лишь с элементами (компонентами) файлов. Естественно, что множество операций над компонентами файла определяется типом компонент.
Переменные файлового типа используются в программе только в качестве параметров собственных и стандартных процедур и функций.
Основные процедуры и функции для работы с файлами
1.До начала работы с файлами в Паскале необходимо установить связь между файловой переменной и именем физического дискового файла:
Следует помнить, что имя дискового файла при необходимости должно содержать путь доступа к этому файлу, включая имя дисковода. При этом имя дискового файла – строковая величина, т.е. должна быть заключена в апострофы. Например:
Пример процедуры Assign в Паскале
Если путь не указан, то программа будет искать файл в своем рабочем каталоге и по указанным путям в autoexec.bat.
Вместо имени дискового файла можно указать имя логического устройства, каждое из которых имеет стандартное имя:
CON – консоль, т.е. клавиатура-дисплей;
PRN – принтер. Если к компьютеру подключено несколько принтеров, доступ к ним осуществляется по именам LPT1, LPT2, LPT3.
Не разрешается связывать с одним физическим файлом более одной файловой переменной.
2.После окончания работы с файлами на Паскале, они должны быть закрыты.
При выполнении этой процедуры закрываются соответствующие физические файлы и фиксируются сделанные изменения. Следует иметь в виду, что при выполнении процедуры close связь файловой переменной с именем дискового файла, установленная ранее процедурой assign, сохраняется, следовательно, файл можно повторно открыть без дополнительного использования процедуры assign.
Работа с файлами заключается, в основном, в записи элементов в файл и считывании их из файла. Для удобства описания этих процедур введем понятие указателя, который определяет позицию доступа, т.е. ту позицию файла, которая доступна для чтения (в режиме чтения), либо для записи (в режиме записи). Позиция файла, следующая за последней компонентой файла (или первая позиция пустого файла) помечается специальным маркером, который отличается от любых компонент файла. Благодаря этому маркеру определяется конец файла.
3.Подготовка к записи в файл Паскаля
Процедура Rewrite(f) (где f – имя файловой переменной) устанавливает файл с именем f в начальное состояние режима записи, в результате чего указатель устанавливается на первую позицию файла. Если ранее в этот файл были записаны какие-либо элементы, то они становятся недоступными. Результат выполнения процедуры rewrite(f); выглядит следующим образом:
4.Запись в файл Паскаля
При выполнении процедуры write(f, x) в ту позицию, на которую показывает указатель, записывается очередная компонента, после чего указатель смещается на следующую позицию. Естественно, тип выражения х должен совпадать с типом компонент файла. Результат действия процедуры write(f, x) можно изобразить так:
Состояние файла f до выполнения процедуры
Состояние файла f после выполнения процедуры
Для типизированных файлов выполняется следующее утверждение: если в списке записи перечислено несколько выражений, то они записываются в файл, начиная с первой доступной позиции, а указатель смещается на число позиций, равное числу записываемых выражений.
5.Подготовка файла к чтению Паскаля
Эта процедура ищет на диске уже существующий файл и переводит его в режим чтения, устанавливая указатель на первую позицию файла. Результат выполнения этой процедуры можно изобразить следующим образом:
Если происходит попытка открыть для чтения не существующий еще на диске файл, то возникает ошибка ввода/вывода, и выполнение программы будет прервано.
6.Чтение из файла в Паскале
Рассмотрим результат действия процедуры read(f, v):
Состояние файла f и переменной v до выполнения процедуры:
Состояние файла f и переменной v после выполнения процедуры:
Для типизированных файлов при выполнении процедуры read() последовательно считывается, начиная с текущей позиции указателя, число компонент файла, соответствующее числу переменных в списке, а указатель смещается на это число позиций.
В большинстве задач, в которых используются файлы, необходимо последовательно перебрать компоненты и произвести их обработку. В таком случае необходимо иметь возможность определять, указывает ли указатель на какую-то компоненту файла, или он уже вышел за пределы файла и указывает на маркер конца файла.
7.Функция определения достижения конца файла в Паскале
Название этой функции является сложносокращенным словом от end of file. Значение этой функции имеет значение true, если конец файла уже достигнут, т.е. указатель стоит на позиции, следующей за последней компонентой файла. В противном случае значение функции – false.
8.Изменение имени файла в Паскале
Здесь новое_ имя_ файла – строковое выражение, содержащее новое имя файла, возможно с указанием пути доступа к нему.
Перед выполнением этой процедуры необходимо закрыть файл, если он ранее был открыт.
9.Уничтожение файла в Паскале
Перед выполнением этой процедуры необходимо закрыть файл, если он ранее был открыт.
10.Уничтожение части файла от текущей позиции указателя до конца в Паскале
11.Файл Паскаля может быть открыт для добавления записей в конец файла
Типизированные файлы Паскаля. Длина любого компонента типизированного файла строго постоянна, т.к. тип компонент определяется при описании, а, следовательно, определяется объем памяти, отводимый под каждую компоненту. Это дает возможность организовать прямой доступ к каждой компоненте (т.е. доступ по порядковому номеру).
Перед первым обращением к процедурам ввода/вывода указатель файла стоит в его начале и указывает на его первый компонент с номером 0. После каждого чтения или записи указатель сдвигается к следующему компоненту файла. Переменные и выражения в списках ввода и вывода в процедурах read() и write() должны иметь тот же тип, что и компоненты файла Паскаля. Если этих переменных или выражений в списке несколько, то указатель будет смещаться после каждой операции обмена данными на соответствующее число позиций.
Для облегчения перемещения указателя по файлу и доступа к компонентам типизированного файла существуют специальные процедуры и функции:
fileSize( ) – функция Паскаля, определяющая число компонентов в файле;
filePos( ) – функция Паскаля, значением которой является текущая позиция указателя;
Текстовые файлы Паскаля. Текстовые файлы предназначены для хранения текстовой информации. Именно в таких файлах хранятся, например, исходные тексты программ. Компоненты текстовых файлов могут иметь переменную длину, что существенно влияет на характер работы с ними. Доступ к каждой строке текстового файла Паскаля возможен лишь последовательно, начиная с первой. К текстовым файлам применимы процедуры assign, reset, rewrite, read, write и функция eof. Процедуры и функции seek, filepos, filesize к ним не применяются. При создании текстового файла в конце каждой записи (строки) ставится специальный признак EOLN(end of line – конец строки). Для определения достижения конца строки существует одноименная логическая функция EOLN( ), которая принимает значение true, если конец строки достигнут.
Форма обращения к процедурам write и read для текстовых и типизированных файлов одинакова, но их использование принципиально различается.
В списке записываемых в текстовый файл элементов могут чередоваться в произвольном порядке числовые, символьные, строковые выражения. При этом строковые и символьные элементы записываются непосредственно, а числовые из машинной формы автоматически преобразуются в строку символов.
Так, в типизированном файле числа 6, 65 и 165 как целые будут представлены одним и тем же числом байт. А в текстовых файлах, после преобразования в строку, они будут иметь разную длину. Это вызывает проблемы при расшифровке текстовых файлов. Пусть в текстовый файл пишутся подряд целые числа (типа byte): 2, 12, 2, 128. Тогда в файле образуется запись 2122128. При попытке прочитать из такого файла переменную типа byte программа прочитает всю строку и выдаст сообщение об ошибке, связанной с переполнением диапазона.
Но, вообще-то, такой файл не понимает не только машина, а и человек.
Чтобы избежать этой ошибки, достаточно вставить при записи в файл после каждой переменной пробел. Тогда программа при каждом чтении берет символы от пробела до пробела и правильно преобразует текстовое представление в число.
Кроме процедур read и write при работе с текстовыми файлами используются их разновидности readln и writeln. Отличие заключается в том, что процедура writeln после записи заданного списка записывает в файл специальный маркер конца строки. Этот признак воспринимается как переход к новой строке. Процедура readln после считывания заданного списка ищет в файле следующий признак конца строки и подготавливается к чтению с начала следующей строки.
Пример решения задачи с файлами Паскаля
Пусть нам необходимо сформировать текстовый файл с помощью Паскаля, а затем переписать из данного файла во второй только те строки, которые начинаются с буквы «А» или «а».
Пояснения: нам понадобятся две файловые переменные f1 и f2, поскольку оба файла текстовые, то тип переменных будет text. Задача разбивается на два этапа: первый – формирование первого файла; второй – чтение первого файла и формирование второго.
Для завершенности решения задачи есть смысл добавить еще одну часть, которая в задаче явно не указана – вывод на экран содержимого второго файла.
Файлы в языке программирования паскаль
Введение файлового типа в язык Паскаль вызвано необходимостью обеспечить возможность работы с периферийными (внешними) устройствами ЭВМ, предназначенными для ввода, вывода и хранения данных.
Файловый тип данных или файл определяет упорядоченную совокупность произвольного числа однотипных компонент.
Понятие файла достаточно широко. Это может быть обычный файл на диске, коммуникационный порт ЭВМ, устройство печати, клавиатура или другие устройства.
Файлы на внешних устройствах часто называют физическими файлами. Их имена определяются операционной системой. В программах на языке Паскаль имена файлов задаются с помощью строк. Например, имя файла на диске может иметь вид:
Типы файлов Турбо Паскаль
Доступ к файлу в программе происходит с помощью переменных файлового типа. Переменную файлового типа описывают одним из трех способов:
Примеры описания файловых переменных:
Стандартные процедуры и функции
Любые дисковые файлы становятся доступными программе после связывания их с файловой переменной, объявленной в программе. Все операции в программе производятся только с помощью связанной с ним файловой переменной.
связывает файловую переменную f с физическим файлом, полное имя которого задано в строке FileName. Установленная связь будет действовать до конца работы программы, или до тех пор, пока не будет сделано переназначение.
После связи файловой переменной с дисковым именем файла в программе нужно указать направление передачи данных (открыть файл). В зависимости от этого направления говорят о чтении из файла или записи в файл.
открывает для чтения файл, с которым связана файловая переменная f. После успешного выполнения процедуры Reset файл готов к чтению из него первого элемента. Процедура завершается с сообщением об ошибке, если указанный файл не найден.
открывает для записи файл, с которым связана файловая переменная f. После успешного выполнения этой процедуры файл готов к записи в него первого элемента. Если указанный файл уже существовал, то все данные из него уничтожаются.
закрывает открытый до этого файл с файловой переменной f. Вызов процедуры Close необходим при завершении работы с файлом. Если по какой-то причине процедура Close не будет выполнена, файл все-же будет создан на внешнем устройстве, но содержимое последнего буфера в него не будет перенесено.
возвращает значение TRUE, когда при чтении достигнут конец файла. Это означает, что уже прочитан последний элемент в файле или файл после открытия оказался пуст.
позволяет переименовать физический файл на диске, связанный с файловой переменной f. Переименование возможно после закрытия файла.
уничтожает физический файл на диске, который был связан с файловой переменной f. Файл к моменту вызова процедуры Erase должен быть закрыт.
Работа с типизированными файлами
Процедура записывает в файл f всю информацию из списка переменных.
Процедура читает из файла f компоненты в указанные переменные. Тип файловых компонент и переменных должны совпадать. Если будет сделана попытка чтения несуществующих компонент, то произойдет ошибочное завершение программы. Необходимо либо точно рассчитывать количество компонент, либо перед каждым чтением данных делать проверку их существования (функция eof, см. выше)
Смещение указателя файла:
Процедура смещает указатель файла f на n-ную позицию. Нумерация в файле начинается с 0.
Определение количества компонент:
Функция возвращает количество компонент в файле f.
Определение позиции указателя:
Функция возвращает порядковый номер текущего компонента файла f.
Отсечение последних компонент файла:
Процедура отсекает конец файла, начиная с текущей позиции включительно.
Работа с текстовыми файлами
Чтение из текстового файла:
Процедуры читают информацию из файла f в переменные. Способ чтения зависит от типа переменных, стоящих в списке. В переменную char помещаются символы из файла. В числовую переменную: пропускаются символы-разделители, начальные пробелы и считывается значение числа до появления следующего разделителя. В переменную типа string помещается количество символов, равное длине строки, но только в том случае, если раньше не встретились символы конца строки или конца файла. Отличие ReadLn от Read в том, что в нем после прочтения данных пропускаются все оставшиеся символы в данной строке, включая метку конца строки. Если список переменных отсутствует, то процедура ReadLn(f) пропускает строку при чтении текстового файла.
Запись в текстовый файл:
Процедуры записывают информацию в текстовый файл. Способ записи зависит от типа переменных в списке (как и при выводе на экран). Учитывается формат вывода. WriteLn от Write отличается тем, что после записи всех значений из переменных записывает еще и метку конца строки (формируется законченная строка файла).
Добавление информации к концу файла:
Процедура открывает текстовый файл для добавления информации к его концу. Используйте эту процедуру вместо Rewrite.
Работа с нетипизированными файлами
Открытие нетипизированного файла:
Чтение данных из нетипизированного файла:
Эта процедура осуществляет за одно обращение чтение в переменную X количества блоков, заданное параметром Count, при этом длина блока равна длине буфера. Значение Count не может быть меньше 1. За одно обращение нельзя прочесть больше, чем 64 К байтов.
Необязательный параметр QuantBlock возвращает число блоков, прочитанных текущей операцией BlockRead. В случае успешного завершения операции чтения QuantBlock = Count, в случае аварийной ситуации параметр QuantBlock будет содержать число удачно прочитанных блоков. Отсюда следует, что с помощью параметра QuantBlock можно контролировать правильность выполнения операции чтения.
Запись данных в нетипизированный файл:
Эта процедура осуществляет за одно обращение запись из переменной X количества блоков, заданное параметром Count, при этом длина блока равна длине буфера.
Необязательный параметр QuantBlock возвращает число блоков, записанных успешно текущей операцией BlockWrite.
Для нетипизированных файлов можно использовать процедуры Seek, FIlePos и FileSize, аналогично соответствующим процедурам типизированных файлов.
Волгоградский государственный педагогический университет
Кафедра алгебры, геометрии и информатики