Aula 29: Arquivos binários

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1 Aula 29: Arquivos binários Introdução a Programação Túlio Toffolo & Puca Huachi BCC /2 Departamento de Computação UFOP

2 Aulas anteriores Memória Ponteiro Utilização de ponteiros Aritmética de ponteiros Alocação dinâmica Estruturas heterogêneas Arquivos de texto 2 / 8 Túlio Toffolo & Puca Huachi Introdução a Programação Aula 29: Arquivos binários

3 Aula de hoje 1 Arquivos binários 2 Biblioteca <fstream> (slides do Prof. Guillermo Cámara-Chávez) 3 Exercícios 4 Próxima aula 2 / 8 Túlio Toffolo & Puca Huachi Introdução a Programação Aula 29: Arquivos binários

5 Arquivos binários Sequência de bits sujeita às convenções do programa que o gerou. Muitos úteis para salvar informação de forma compacta. Permitem, por exemplo, armazenar registros (como structs) em arquivos. Exemplos de arquivos binários: arquivos executáveis, arquivos compactados, arquivos de registros, etc. 3 / 8 Túlio Toffolo & Puca Huachi Introdução a Programação Aula 29: Arquivos binários

6 Arquivos de texto vs arquivos binários Há diferentes formas de salvar dados de um struct em arquivos: Arquivo de texto: 1 arquivo << aluno.nome << " " 2 << aluno.mes << " " << aluno[i].ano 3 << endl; Arquivo binário (a informação é armazenada usando bytes) 1 arquivo.write((char*) &aluno, sizeof(aluno)); 4 / 8 Túlio Toffolo & Puca Huachi Introdução a Programação Aula 29: Arquivos binários

8 Arquivos Binários: typedef, structs em Arquivos I t y p e d e f s t r u c t Dados { i n t dia, mes, ano ; d o u b l e temp min, temp max ; } meusdados ; meusdados medidas [ ] ; o f s t r e a m Arquivo ; 2/28

9 Arquivos Binários: typedef, structs em Arquivos II Arquivos de texto: Precisa salvar cada dado da estrutura Arquivo << Medidas [ i ]. d i a << " " ; Arquivo << Medidas [ i ]. mes << " " ; Arquivo << Medidas [ i ]. ano << " " ; Arquivo << Medidas [ i ]. temp min << " " ; Arquivo << Medidas [ i ]. temp max << e n d l ; 3/28

10 Arquivos Binários: typedef, structs em Arquivos III Arquivos binários: Pode escrever a estrutura inteira de uma só vez: a r q u i v o. w r i t e ( ( c h a r ) medidas, s i z e o f ( meusdados ) 1 0 ) ; Pode escrever a estrutura com um registro de dados por vez: a r q u i v o. w r i t e ( ( c h a r )& medidas [ i n d i c e ], s i z e o f ( meusdados ) ) ; 4/28

11 Arquivos Binários: typedef, structs em Arquivos IV o f s t r e a m Arquivo ; t y p e d e f s t r u c t Ponto { i n t x, y ; }myponto ; myponto v e t [ 1 0 ] ; Arquivos Binários: Pode escrever a estrutura inteira de uma só vez Arquivos de Texto: Arquivo. w r i t e ( ( c h a r ) vet, s i z e o f ( myponto ) 10 ) ; Precisa salvar cada dado da estrutura Arquivo << v e t [ i ]. x << " " ; Arquivo << v e t [ i ]. y ; 5/28

12 Modo Texto I É interpretado como uma seqüência de caracteres agrupadas em linhas Linhas são separadas por um caracter de nova linha Vantagens: Pode ser lido facilmente por uma pessoa Editado por editores de texto convencionais Desvantagens Codificação dos caracteres pode variar (ASCII, UTF-8, ISSO-8859, etc) Arquivos tendem a ser maiores (todas os dados são convertidos para caracteres) 6/28

13 Modo Binário I Dados são armazenados da mesma forma que são armazenados na memória principal Vantagens: Facilmente interpretados por programas Maior velocidade de manipulação Arquivos são, geralmente, mais compactos Desvantagens: Difícil de serem entendidos por pessoas Dependentes da máquina onde foram gerados 7/28

14 Leitura (Modo Binário) I i s t r e a m& r e a d ( c o n s t c h a r, i n t ) ; primeiro parâmetro: é o endereço de memória em que vai ser armazenado o que for lido segundo parâmetro: o tamanho em bytes do dado a ser lido 8/28

15 Escrita (Modo Binário) I ostream& w r i t e ( c o n s t c h a r, i n t ) ; primeiro parâmetro: é o endereço de memória onde se encontram os dados segundo parâmetro: o tamanho em bytes do dado a ser escrito 9/28

16 Verificando o Final do Arquivo I Em operações de leitura do arquivo, é comum verificarmos se o final do arquivo já foi atingido. Função de verificação de fim de arquivo b o o l e o f ( ) ; Retorna true se o fim do arquivo é atingido, ou seja, se o flag de estado de erro eofbit está ligado Retorna false caso contrario 10/28

17 Usando write na Escrita I Criar um programa que salva n pontos (composto de coordenas x, y) em um arquivo binário 11/28

18 Usando write na Escrita II t y p e d e f s t r u c t ponto { f l o a t x, y ; } Ponto ; i n t main ( ) { i n t i, n ; Ponto p ; o f s t r e a m f p ; f p. open ( " arquivostruct.txt", i o s : : b i n a r y ) ; i f ( f p. f a i l ( ) ) { cout << "Erro na abertura do arquivo.\n" ; e x i t ( 1 ) ; }... } 12/28

19 Usando write na Escrita III i n t main ( ) {... c o u t << " Digite numero de pontos a gravar\n" ; c i n >> n ; f o r ( i = 0 ; i < n ; i ++) { c i n >> p. x >> p. y ; f p. w r i t e ( ( c h a r )&p, s i z e o f ( Ponto ) ) ; } f p. c l o s e ( ) ; r e t u r n 0 ; } 13/28

20 Usando read na Leitura I Criar um programa que lê todos os n pontos em um arquivo binário 14/28

21 Usando read na Leitura II t y p e d e f s t r u c t ponto { f l o a t x, y ; } Ponto ; i n t main ( ) { i f s t r e a m nfp ; Ponto P ; nfp. open ( " arquivostruct.txt", i o s : : b i n a r y ) ; i f ( nfp. f a i l ( ) ) { cout << "Erro na abertura do arquivo.\n" ; e x i t ( 1 ) ; } w h i l e ( nfp. r e a d ( ( c h a r )&P1, s i z e o f ( Ponto ) ) ) { cout << P1. x << " " << P1. y << e n d l ; } nfp. c l o s e ( ) ; r e t u r n 0 ; } 15/28

22 Leitura/Escrita de Blocos de Dados I As funções read/write permitem ler/escrever grandes blocos de dados em um arquivo Um dos parâmetros indica qual é a quantidade de dados de um determinado tipo a ser lido/escrito Portanto podem ser úteis para ler/escrever estruturas ou vetores em um arquivo numa única chamada de função 16/28

23 Usando write na Escrita I t y p e d e f s t r u c t ponto { f l o a t x, y ; } Ponto ; v o i d s a l v a ( s t r i n g a r q u i v o, i n t n, Ponto v e t ) { o f s t r e a m f p ; f p. open ( a r q u i v o, i o s : : b i n a r y ) ; i f ( f p. f a i l ( ) ) { cout << "Erro na abertura do arquivo.\n" ; e x i t ( 1 ) ; } f p. w r i t e ( ( c h a r ) vet, s i z e o f ( Ponto ) n ) ; f p. c l o s e ( ) ; } 17/28

24 Usando fread na Leitura I v o i d c a r r e g a ( s t r i n g a r q u i v o, i n t n, Ponto v e t ) { i f s t r e a m f p ; f p. open ( a r q u i v o, i o s : : b i n a r y ) ; i f ( f p. f a i l ( ) ) { cout << E r r o na a b e r t u r a do a r q u i v o. \ n"; exit (1); } fp.read (( char *)vet, sizeof(ponto) * n); fp.close (); } 18/28

25 Usando as Funções Definidas Anteriormente I i n t main ( ) { Ponto entrada, s a i d a ; i n t npontos, cont, pos ; s t r i n g nome arquivo ; cout << "Digite o nome do arquivo :\n" ; c i n >> nome arquivo ; cout << "\n Digite o número de pontos :\n" ) ; c i n >> npontos ; e n t r a d a = new Ponto [ npontos ] ; f o r ( cont = 0 ; cont < npontos ; cont++) { cout << "Digite coordenadas x,y:\n" ; c i n >> e n t r a d a [ cont ]. x >> e n t r a d a [ cont ]. y ; } s a l v a ( nome arquivo, npontos, e n t r a d a ) ;... } 19/28

26 Usando as Funções Definidas Anteriormente II i n t main ( ) {... do { c o u t << " Digite agora a posiç~ao do ponto que deseja ver: \n" ) ; c i n >> pos ; } w h i l e ( pos > npontos pos<=0 ) ; s a i d a = new Ponto [ npontos ] ; c a r r e g a ( nome arquivo, npontos, s a i d a ) ; c o u t << "O ponto na posicao " << pos << " eh " <<s a i d a [ pos 1]. x <<" " << s a i d a [ pos 1]. y ) ; r e t u r n 0 ; } 20/28

27 Acesso não sequencial I Fazemos o acesso não sequencial usando a função seekg. Esta função altera a posição de leitura/escrita no arquivo. O deslocamento pode ser relativo ao: início do arquivo (ios::beg) ponto atual (ios::cur) final do arquivo (ios::end) 21/28

28 Acesso não sequencial II i s t r e a m& s e e k g ( streampos o f f, i o s b a s e : : s e e k d i r way ) off: quantidade de bytes para se deslocar. way: posição de início do deslocamento (ios::beg, ios::cur, ios::end). 22/28

29 Acesso não sequencial III Para obter a posição, em bytes, onde se encontra localizado o ponteiro que realiza a leitura do arquivo streampos t e l l g ( ) 23/28

30 Acesso não sequencial IV Criar um programa que lê todos os n pontos em um arquivo binário 24/28

31 Acesso não sequencial V i n t main ( ) { i f s t r e a m nfp ; Ponto v ; nfp. open ( " arquivostruct.txt", i o s : : b i n a r y ) ; // conta a quantidade de bytes que contem o arquivo nfp. s e e k g ( 0, i o s : : end ) ; streampos tam = nfp. t e l l g ( ) / s i z e o f ( Ponto ) ; nfp. s e e k g ( 0, i o s : : beg ) ; v = new Ponto [ tam ] ; nfp. r e a d ( ( c h a r ) v, s i z e o f ( Ponto ) tam ) ; f o r ( i n t i = 0 ; i < tam ; i ++) cout << v [ i ]. x << " " << v [ i ]. y << e n d l ; } i f ( v!= n u l l p t r ) d e l e t e [ ] v ; r e t u r n 0 ; 25/28

32 Acesso não sequencial VI Alterar o terceiro elemento de um vetor escrito em um arquivo binário 26/28

33 Acesso não sequencial VII i n t main ( ) { f l o a t x [ 4 ] = { 5. 6, 6, 9. 8, 4. 2 } ; f l o a t nx [ 4 ], tmp = 7. 2 ; f s t r e a m p f i l e ; p f i l e. open ( "num.bin", i o s : : b i n a r y i o s : : i n i o s : : out ) ; p f i l e. w r i t e ( ( c h a r ) x, s i z e o f ( f l o a t ) 4 ) ; p f i l e. s e e k g ( s i z e o f ( f l o a t ) 2, i o s : : beg ) ; p f i l e. w r i t e ( ( c h a r ) &tmp, s i z e o f ( f l o a t ) ) ; p f i l e. s e e k g ( 0, i o s : : beg ) ; p f i l e. r e a d ( ( c h a r ) nx, s i z e o f ( f l o a t ) 4 ) ; f o r ( i n t i = 0 ; i < 4 ; i ++) cout << nx [ i ] << " " ; } p f i l e. c l o s e ( ) ; r e t u r n 0 ; 27/28

35 Exemplo Escreva um programa que lê um n inteiros da entrada e a escreve: No arquivo texto "vetor.txt" No arquivo binário "vetor.dat" Em seguida, compare o conteúdo (e tamanho) dos arquivos. Exemplo de entrada: número de inteiros seguido pelos valores inteiros / 8 Túlio Toffolo & Puca Huachi Introdução a Programação Aula 29: Arquivos binários

36 1 #include <iostream> 2 #include <fstream> 3 using namespace std; 4 5 int main() 6 { 7 int n, *v; 8 ofstream txt, bin; 9 10 cin >> n; 11 v = new int[n]; 12 for (int i = 0; i < n; i++) cin >> v[i]; txt.open("vetor.txt"); 15 txt << n << endl; 16 for (int i = 0; i < n; i++) txt << v[i] << " "; 17 txt.close(); bin.open("vetor.dat", ios::binary); 20 bin.write((char*) &n, sizeof(int)); 21 bin.write((char*) v, n * sizeof(int)); 22 bin.close(); delete[] v; 25 return 0; 26 } 6 / 8 Túlio Toffolo & Puca Huachi Introdução a Programação Aula 29: Arquivos binários

37 Exercícios Exercício 1 Crie uma estrutura Aluno contendo nome, sobrenome e frequência (percentual). Em seguida, crie um programa que lê o nome e a nota de n 100 alunos de um arquivo de texto e grava estes alunos em um arquivo binário. Exemplo do arquivo texto: 1 Tulio Toffolo Puca Penna Aluno Reprovado 74.0 Exercício 2 Crie um programa que lê as n estruturas gravadas (no exercício anterior) de um arquivo binário. 7 / 8 Túlio Toffolo & Puca Huachi Introdução a Programação Aula 29: Arquivos binários

39 Próxima aula Exercícios e revisão para prova 8 / 8 Túlio Toffolo & Puca Huachi Introdução a Programação Aula 29: Arquivos binários

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