Acesso Aleatório em Arquivos

Transcrição

1 Acesso Aleatório em Arquivos INF01202 Prof. Lucas Mello Schnorr 1 / 17

2 Sumário Em C (lidar com o conteúdo de arquivos) Habituais funções de abertura, leitura, escrita, fechamento Retornar rewind Reposicionar fseek Dizer ftell Em C (lidar com arquivos) Renomear rename e remover remove Outras funções de stdio.h 2 / 17

3 Cabeçote de leitura/gravação Leitura/Gravação em arquivos A leitura ou gravação de um stream de/para o arquivo causam um deslocamento da posição corrente do arquivo, em relação ao momento anterior à operação de entrada ou saída de dados. A posição posterior corresponde à posição do início da operação é deslocada pela adição do número de bytes lidos ou gravados, ou seja, a posição corrente fica sendo o byte imediatamente posterior ao último processado (leitura ou gravação). Slide 7 INF Cortesia: Prof. Claudio Jung 3 / 17

4 Rebobinar rewind (rebobina a posição do cabeçote) Protótipo void rewind(file *stream); A função rewind seta o indicador de posição (o cabeçote de leitura/gravação) apontado por stream para o início do arquivo. 4 / 17

5 Rebobinar rewind (rebobina a posição do cabeçote) Protótipo void rewind(file *stream); A função rewind seta o indicador de posição (o cabeçote de leitura/gravação) apontado por stream para o início do arquivo. Exemplo FILE *arquivo; arquivo = fopen("atletas.bin", "r"); fread(&atletas, sizeof(atleta_t), natletas, arquivo); rewind(arquivo); 4 / 17

6 Reposicionar fseek (mudar a posição do cabeçote) Protótipo int fseek(file *stream, long offset, int whence); A função fseek dene a posição do cabeçote de leitura do stream. A nova posição, medidas em bytes, é obtida adicionando offset bytes para a posição especicada por whence. 5 / 17

7 Reposicionar fseek (mudar a posição do cabeçote) Protótipo int fseek(file *stream, long offset, int whence); A função fseek dene a posição do cabeçote de leitura do stream. A nova posição, medidas em bytes, é obtida adicionando offset bytes para a posição especicada por whence. whence SEEK_SET SEEK_CUR SEEK_END Signicado deslocamento oset em relação ao início do arquivo deslocamento oset em relação à posição atual do arquivo deslocamento oset em relação ao nal do arquivo 5 / 17

8 Reposicionar fseek (mudar a posição do cabeçote) Protótipo int fseek(file *stream, long offset, int whence); A função fseek dene a posição do cabeçote de leitura do stream. A nova posição, medidas em bytes, é obtida adicionando offset bytes para a posição especicada por whence. whence SEEK_SET SEEK_CUR SEEK_END Signicado deslocamento oset em relação ao início do arquivo deslocamento oset em relação à posição atual do arquivo deslocamento oset em relação ao nal do arquivo Exemplo FILE *arquivo; arquivo = fopen("atletas.bin", "r"); fseek(arquivo, 4, SEEK_CUR); fseek(arquivo, -sizeof(atleta_t), SEEK_END); fseek(arquivo, 0, SEEK_SET); 5 / 17

9 Revelar ftell (revela a posição do cabeçote) Protótipo long ftell(file *stream); A função obtém o valor atual da posição do cabeçote de leitura/gravação apontado por stream. 6 / 17

10 Revelar ftell (revela a posição do cabeçote) Protótipo long ftell(file *stream); A função obtém o valor atual da posição do cabeçote de leitura/gravação apontado por stream. Exemplo FILE *arquivo; arquivo = fopen("atletas.bin", "r"); fseek(arquivo, 0, SEEK_END); printf("posição atual: %ld\n", ftell(arquivo)); 6 / 17

11 Funções de manipulação externa de arquivos Protótipos int rename(const char *oldpath, const char *newpath); int remove(const char *pathname); 7 / 17

12 Funções de manipulação externa de arquivos Protótipos int rename(const char *oldpath, const char *newpath); int remove(const char *pathname); Outras funções de stdio.h Procure no DuckDuckGo: man stdio 7 / 17

13 Acesso não sequencial no arquivo Acesso Randômico Acesso a pontos de um arquivo, sem percorrer sequencialmente o conteúdo que antecede o conteúdo desejado. Motivações: a posição desejada de leitura ou escrita pode não ser coincidente com a posição corrente do arquivo válida em um certo momento. A posição corrente de leitura ou escrita pode ser alterada para qualquer posição do arquivo. Slide 11 INF Cortesia: Prof. Claudio Jung 8 / 17

14 Exemplo #1: InsereNoFim-AindaMelhor Resolvendo o problema de uma maneira mais elegante: 1. Ler a quantidade de atletas no início do arquivo 2. fseek para o m do arquivo 3. Escrever o novo atleta 4. rewind (reboninar para o início do arquivo) 5. Escrever a nova quantidade de atletas 9 / 17

15 Exemplo #1: InsereNoFim-AindaMelhor Resolvendo o problema de uma maneira mais elegante: 1. Ler a quantidade de atletas no início do arquivo 2. fseek para o m do arquivo 3. Escrever o novo atleta 4. rewind (reboninar para o início do arquivo) 5. Escrever a nova quantidade de atletas InsereNoFinal-AindaMelhor.c #include <stdio.h> #include "GeraSalva-Nomes.h" #include "GeraSalva.h" int main() { FILE *arquivo = NULL; int natletas = 0; atleta_t atleta = {0; gera_nome_aleatorio(atleta.nome, 20); atleta.idade = gera_idade_aleatoria(18, 25); atleta.altura = gera_altura_aleatoria(180, 185); printf("%s, %d, %d\n", atleta.nome, atleta.idade, atleta.altura); //1. arquivo = fopen(fatletas, "r+"); if (arquivo){ fread(&natletas, sizeof(int), 1, arquivo); else{ printf("impossível abrir arquivo " "[%s] para leitura/escrita. " "Fatal.\n", FATLETAS); return 0; //2. fseek(arquivo, 0L, SEEK_END); //3. fwrite(&atleta, sizeof(atleta_t), 1, arquivo); fflush(arquivo); //4. rewind(arquivo); natletas++; fwrite(&natletas, sizeof(int), 1, arquivo); fclose(arquivo); return 0; 9 / 17

16 Exemplo #1: Compilação e Testes rm -f InsereNoFinal-AindaMelhor gcc -Wall -g \ e/rev-a34/gerasalva-nomes.c \ e/rev-a34/inserenofinal-aindamelhor.c \ -o e/rev-a34/inserenofinal-aindamelhor 10 / 17

17 Exemplo #2: Cria um arquivo de índice Um programa que varre o arquivo de atletas atletas.bin, criando um outro arquivo chamado index.bin que terá o nome do atleta seguido de um valor long que contenha a posição daquele atleta no arquivo. 11 / 17

18 Exemplo #2: Cria um arquivo de índice Um programa que varre o arquivo de atletas atletas.bin, criando um outro arquivo chamado index.bin que terá o nome do atleta seguido de um valor long que contenha a posição daquele atleta no arquivo. Nova estrutura de dados index_t, com dois campos typedef struct { char nome[32]; long posicao; index_t; 11 / 17

19 Exemplo #2: Cria um arquivo de índice Um programa que varre o arquivo de atletas atletas.bin, criando um outro arquivo chamado index.bin que terá o nome do atleta seguido de um valor long que contenha a posição daquele atleta no arquivo. Nova estrutura de dados index_t, com dois campos typedef struct { char nome[32]; long posicao; index_t; Programa CriaIndex, com os seguintes módulos Index, funções para preencher index_t a partir de um atleta_t Programa, abre atletas.bin e cria o arquivo index.bin. 11 / 17

20 (#2) Index: Cabeçalho e Implementação Index.h #ifndef INDEX_H #define INDEX_H #include <stdio.h> #include "GeraSalva.h" #define FINDEX "index.bin" typedef struct { char nome[32]; long posicao; index_t; index_t cria_index (atleta_t *a, long posicao); #endif 12 / 17

21 (#2) Index: Cabeçalho e Implementação Index.h #ifndef INDEX_H #define INDEX_H #include <stdio.h> #include "GeraSalva.h" #define FINDEX "index.bin" typedef struct { char nome[32]; long posicao; index_t; index_t cria_index (atleta_t *a, long posicao); #endif Index.c #include "Index.h" index_t cria_index (atleta_t *a, long posicao) { index_t ret; strncpy(ret.nome, a->nome, 32); ret.posicao = posicao; return ret; 12 / 17

22 (#2) Programa: Implementação CriaIndex.c #include "Index.h" int main() { atleta_t atleta; index_t index; // Abre o arquivo dos atletas para leitura FILE *arq0 = fopen(fatletas, "r"); if (!arq0) { printf("impossível de abrir arquivo [%s] " "para leitura. Fatal.\n", FATLETAS); return 0; // Abre o arquivo dos índices para escrita FILE *arq1 = fopen(findex, "w"); if (!arq1) { printf("impossível de abrir arquivo [%s] " "para escrita. Fatal.\n", FINDEX); return 0; // Ignora os 4 bytes iniciais com fseek fseek(arq0, sizeof(int), SEEK_CUR); // Enquanto o arquivo não chegar ao fim while(!feof(arq0)){ // Salva a posição long posicao = ftell(arq0); // Le os dados de um atleta fread(&atleta, sizeof(atleta_t), 1, arq0); // Cria o índice correspondente index = cria_index(&atleta, posicao); // Escreve o índice no arquivo de saída fwrite(&index, sizeof(index_t), 1, arq1); fclose(arq0); fclose(arq1); return 0; 13 / 17

23 (#2) Programa: Implementação CriaIndex.c #include "Index.h" int main() { atleta_t atleta; index_t index; // Abre o arquivo dos atletas para leitura FILE *arq0 = fopen(fatletas, "r"); if (!arq0) { printf("impossível de abrir arquivo [%s] " "para leitura. Fatal.\n", FATLETAS); return 0; // Abre o arquivo dos índices para escrita FILE *arq1 = fopen(findex, "w"); if (!arq1) { printf("impossível de abrir arquivo [%s] " "para escrita. Fatal.\n", FINDEX); return 0; // Ignora os 4 bytes iniciais com fseek fseek(arq0, sizeof(int), SEEK_CUR); // Enquanto o arquivo não chegar ao fim while(!feof(arq0)){ // Salva a posição long posicao = ftell(arq0); // Le os dados de um atleta fread(&atleta, sizeof(atleta_t), 1, arq0); // Cria o índice correspondente index = cria_index(&atleta, posicao); // Escreve o índice no arquivo de saída fwrite(&index, sizeof(index_t), 1, arq1); fclose(arq0); fclose(arq1); return 0; Compilação e testes rm -f CriaIndex gcc -Wall -g e/rev-a34/index.c e/rev-a34/criaindex.c -o e/rev-a34/criaindex 13 / 17

24 Exemplo #3: Atualiza a idade de um atleta Um programa que atualiza a idade de um determinado atleta, cujo nome e idade corrigida foram lidos do teclado. O nome deve ser procurado no arquivo index.bin para obter sua posição no arquivo atletas.bin. Em seguida, o arquivo atletas.bin deve ser atualizado com a idade corrigida. 14 / 17

25 Exemplo #3: Atualiza a idade de um atleta Um programa que atualiza a idade de um determinado atleta, cujo nome e idade corrigida foram lidos do teclado. O nome deve ser procurado no arquivo index.bin para obter sua posição no arquivo atletas.bin. Em seguida, o arquivo atletas.bin deve ser atualizado com a idade corrigida. Passos 1. Abrir arquivos index.bin e atletas.bin 2. Ler procurado e sua nova_idade corrigida 3. Procurar o procurado no index.bin 4. Se encontrar, obter a posição do procurado no atletas.bin 5. Posicionar cabeçote de leitura para posição encontrada 6. Ler o registro 7. Conrmar que realmente encontramos o registro 8. Atualizar campo idade com nova_idade 9. Reposicionar cabeçote de leitura para posição encontrada 10. Escrever o registro atualizado 14 / 17

26 (#3) Atualiza: Implementação Atualiza.c #include "Index.h" #include "GeraSalva.h" int main() { atleta_t atleta = {0; index_t index = {0; char procurado[32] = {0; int nova_idade = 0; // 1. Abre o arquivo dos atletas para atualização FILE *arq0 = fopen(fatletas, "r+"); if (!arq0) { printf("impossível de abrir arquivo [%s] " "para atualização. Fatal.\n", FATLETAS); return 0; // 1. Abre o arquivo dos índices para leitura FILE *arq1 = fopen(findex, "r"); if (!arq1) { printf("impossível de abrir arquivo [%s] " "para leitura. Fatal.\n", FINDEX); return 0; // 2. Le o procurado e sua idade corrigida printf("nome do procurado: "); fgets(procurado, 32, stdin); procurado[strlen(procurado)-1] = '\0'; printf("nova idade do procurado [%s]: ", procurado); scanf("%d", &nova_idade); printf("atualizar [%s] com a idade [%d]!\n", procurado, nova_idade); // 3, 4. Enquanto o arquivo não chegar ao fim int encontrei = 0; while(!feof(arq1) && encontrei == 0){ // Le os dados de um index_t fread(&index, sizeof(index_t), 1, arq1); if (strcmp(index.nome, procurado) == 0){ encontrei = 1; fclose(arq1); if (encontrei == 0){ printf("nome não encontrado no índice. Fatal.\n"); return 0; // 5. Vamos posiciar a cabeça de leitura fseek(arq0, index.posicao, SEEK_SET); // 6. Ler fread(&atleta, sizeof(atleta_t), 1, arq0); // 7. Confirmar que é bem o atleta que estamos procura if (strcmp(atleta.nome, index.nome)!= 0){ printf("erro, o indice está corrompido.\n"); return 0; // 8. Atualizar a idade (em memória) atleta.idade = nova_idade; // 9. Reposicionar na posição correta fseek(arq0, index.posicao, SEEK_SET); // 10. Escrever fwrite(&atleta, sizeof(atleta_t), 1, arq0); fclose(arq0); return 0; 15 / 17

27 (#3) Compilação e testes rm -f Atualiza gcc -Wall -g e/rev-a34/atualiza.c -o e/rev-a34/atualiza Vamos gerar a base e criar índices:./gerasalva./criaindex Atualizar a idade do muvucofasido para / 17

28 Exercício #1: Calcular estatísticas Faça um programa de computador que leia atletas.bin e calcule a idade mínima, idade máxima e idade média dentre todos os atletas envolvidos. Faça o mesmo (ao mesmo tempo) para a altura dos atletas. 17 / 17

29 Exercício #1: Calcular estatísticas Faça um programa de computador que leia atletas.bin e calcule a idade mínima, idade máxima e idade média dentre todos os atletas envolvidos. Faça o mesmo (ao mesmo tempo) para a altura dos atletas. Implemente este algoritmo 1. Posicione no início do primeiro atleta (4 bytes do início do arquivo) 2. Enquanto o arquivo não terminar 2.1 Avance até a posição da idade (sabendo que o nome ocupa 32 bytes) 2.2 Leia a idade 2.3 Atualize estatísticas da idade 2.4 Leia a altura 2.5 Atualize estatísticas da altura 3. Apresente as estatísticas E lembre-se: A idade média e a altura média são números reais. Utilize o programa GeraSalva para criar atletas.bin 17 / 17