Computação Eletrônica. Aula 12 Arquivos Texto e Binário. Prof: Luciano Barbosa. CIn.ufpe.br

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1 Computação Eletrônica Aula 12 Arquivos Texto e Binário Prof: Luciano Barbosa

2 Relembrando a Arquitetura Básica de um Computador Até agora, toda a informação armazenada por nossos programas estava na memória RAM, que é rápida, porém, volátil. Hoje aprenderemos armazenar informação na memória secundária (disco), que é lenta, porém, persistente.

3 Arquivo Definição: elemento de informação armazenado na memória secundária (disco) do computador Características: Informações persistem após o fechamento dos programas e até mesmo após o desligamento (seguro) do computador; Atribuem-se nomes aos elementos de informação (arquivos e diretórios), em vez de endereços de memória; Acesso às informações é mais lento.

4 Modos de Acesso a Arquivos Modo Texto: Caracteres que podem ser lidos por pessoas Ex.: Código fonte de um programa (Cubo.c) Outros exemplos:.txt,.bat,.cpp,.h Ex.: código fonte (texto) Modo Binário: Valores binários Não podem ser lidos quando abertas em editores de texto simples. Ex.: Programa executável: (Cubo.exe) Outros exemplos:.docx,.pdf,.xlsx,.jpg,.gif,.mp3 Ex.: programa executável (binário)

5 Modo Binário Dados são armazenados da mesma forma que são armazenados na memória principal Vantagens: Facilmente interpretados por programas; Compactação Maior velocidade de manipulação; Desvantagens: Difícil leitura

6 Modo Texto Sequência de caracteres agrupados em linhas Linhas separadas por um caractere de nova linha ( \n, em C) Vantagens: Pode ser lido facilmente por uma pessoa Editado por editores de texto convencionais Desvantagens Codificação dos caracteres pode variar (ASCII, UTF-8, ISO-8859, etc) Arquivos tendem a ser maiores (todas os dados são convertidos para caracteres). Ex: número Em binário: inteiro de 32 bits Em texto: 10 caracteres (80 bits). Piora para reais: , pode ser bem representado por um float de 32 bits.

7 Operações em Arquivos em C Abertura (open): Sistema Operacional (SO) encontra arquivo pelo nome Prepara buffer na memória para armazenar o arquivo Leitura (read): SO recupera o trecho solicitado do arquivo Parte do arquivo ou o arquivo todo pode vir do buffer Escrita (write): SO altera conteúdo do arquivo A alteração é feita primeiro no buffer para depois ser transferida para o disco Pergunta: quando? Resposta: periodicamente ou no fechamento do arquivo Fechamento (close): A informação do buffer é atualizada no disco Área do buffer utilizada na memória é liberada

8 Abertura de Arquivos A função de abertura de arquivos é fopen da stdio.h: Nome: Nome do arquivo FILE: Ponteiro para o arquivo aberto ou NULL, se houver erro na abertura Modo: o t (text): Indica modo texto (pode ser omitido); o b (binary): Indica modo binário (obrigatório se o modo binário for o pretendido); o r (read): Indica leitura (o arquivo deve existir); o w (write): Indica escrita. Cria o arquivo se o mesmo não existir ou apaga o conteúdo se existir; o a (append): Indica escrita sempre no final do arquivo. Cria o arquivo se o mesmo não existir; o r+ (read/update): Indica abertura de um arquivo existente para atualizar seu conteúdo; o w+ (write/update): Cria um arquivo vazio para escrita e leitura. Apaga o arquivo se o mesmo já existir; o a+ (append/update): O mesmo que w+, porém com escritas apenas no final do arquivo.

9 Abertura de Arquivos Exemplo: Nome do Arquivo Tipo de Abertura Nome: arqtext.txt ; Tipo de abertura: w (write): Cria um arquivo para escrita em modo texto. Se o arquivo existir ele será destruído e reinicializado. Se não existir, será criado um arquivo vazio. Se não for possível a abertura, a função fopen retornará NULL em fptr. O SO mantém um cursor que indica a posição de trabalho no arquivo.

10 Abertura de Arquivos Exemplo: Nome: arqtext.txt ; Tipo de abertura: w+ (write/update): Cria um arquivo para escrita e leitura em modo texto. Se o arquivo existir ele será destruído e reinicializado. Se não existir, será criado. Se não for possível a abertura, a função fopen retornará NULL em fptr. O SO mantém um cursor que indica a posição de trabalho no arquivo.

11 Abertura de Arquivos Exemplo: Nome: arqtext.txt ; Tipo de abertura: wb (write/binary): Cria um arquivo para escrita em modo binário. Se o arquivo existir ele será destruído e reinicializado. Se não existir, será criado. Se não for possível a abertura, a função fopen retornará NULL em fptr. O SO mantém um cursor que indica a posição de trabalho no arquivo.

12 Fechamento de Arquivos Após leitura/escrita do arquivo, devemos fechá-lo Garante que qualquer informação no buffer na memória seja gravada no disco A função de fechamento de arquivos é fclose da stdio.h: FILE *fp: ponteiro para o arquivo aberto; Retorno (int): 0 (zero) se o arquivo for fechado com sucesso. Exemplo:

13 Leitura (Modo Texto) A cada operação de leitura: Dados lidos Cursor avança e aponta para o próximo dado Função fscanf da biblioteca stdio.h Similar a scanf, com um parâmetro a mais que é o ponteiro para o arquivo do qual os dados serão lidos. Lê de um arquivo passado como parâmetro em vez de somente da entrada padrão (teclado); Pode ler também da entrada padrão (arquivo stdin)

14 Leitura (Modo Texto) função fscanf: fp: é o ponteiro para o arquivo formato: equivale aos códigos de formatação (iguais ao do scanf) endereco_variaveis: corresponde à lista de endereços de variáveis que armazenarão os dados lidos do arquivo, assim como no scanf Retorna número de bytes lidos com sucesso

15 Leitura (Modo Texto) A cada operação de leitura, os dados correspondentes são convertidos de caracteres para o tipo (formato) especificado em fscanf; Arquivo deve ter sido previamente gravado em modo texto; Lê uma string do arquivo apontado por fp de até 120 caracteres e armazena em primeirapalavra

16 Leitura (Modo Texto) Função fgetc: Lê um caractere de um arquivo Retorna o código do caractere lido Retorna a constante EOF se o fim do arquivo for alcançado Função fgets: Lê uma sequência de caracteres até que \n seja encontrado ou que n caracteres tenham sido lidos s é a cadeia de caracteres que armazenará o que for lido n é o número máximo de caracteres a serem lidos fp pode ser um ponteiro para o arquivo da entrada padrão (teclado) stdin Retorna ponteiro para a cadeia s

17 Leitura (Modo Texto) Exemplo: Programa conta número de caracteres e número de linhas de um arquivo Lê caractere e ainda verifica se chegou no fim do arquivo

18 Leitura (Modo Texto) Exemplo: Programa informa a linha da primeira ocorrência de uma palavra no arquivo Lê caractere e ainda verifica se chegou no fim do arquivo strstr verifica se uma string é substring de outra (string.h)

19 Escrita (Modo Texto) Operação de escrita Dados são gravados na memória Posteriormente no disco Cursor avança para a próxima posição do arquivo Função fprintf da biblioteca stdio.h Similar a printf, com um parâmetro a mais que é o ponteiro para o arquivo Escreve em um arquivo passado como parâmetro em vez de somente na saída padrão (monitor) Pode escrever também na saída padrão (arquivo stdout)

20 Escrita (Modo Texto) Função fprintf: fp: é o ponteiro para o arquivo formato: equivale aos códigos de formatação (iguais ao do printf) variáveis: corresponde à lista de variáveis, cujos conteúdos serão escritos no arquivo Retorna: número de bytes escritos com sucesso A cada operação de escrita, os dados correspondentes são convertidos do tipo especificado em formato para caracteres.

21 Escrita (Modo Texto) Exemplo: Programa escreve uma palavra de no máximo 120 caracteres em um arquivo texto:

22 Escrita (Modo Texto) Função fputc: Escreve um caractere em um arquivo; Retorna o código do caractere escrito. Função fputs: s é a cadeia de caracteres que será escrita; Retorna ponteiro para a cadeia s.

23 Escrita (Modo Texto) Exemplo: Programa que lê um arquivo e gera outro com todas as letras convertidas para maiúsculas Usuário fornece o nome do arquivo toupper: função definida em ctype.h que converte um caractere para maiúsculo.

24 Outras Funções Úteis (stdio.h) ftell: Retorna a posição atual do cursor do arquivo Corresponde à distância em bytes em relação ao começo do arquivo fseek: Utilizada para posicionamento do cursor em um arquivo; dist - o número de bytes em relação à origem; origem - uma posição do cursor do arquivo em bytes; Constantes: SEEK_CUR: posição corrente; SEEK_SET: início do arquivo; SEEK_END: final do arquivo; Retorna a nova posição do cursor; rewind: Utilizada para posicionamento do cursor no início do arquivo.

25 Escrita (Modo Texto) Exemplo: Programa que escreve uma variável (aluno1) do tipo Aluno (struct) em um arquivo texto, retorna para o início do arquivo (rewind) e lê a informação do aluno em outra variável (copia) Deve-se ler e gravar campo por campo

26 Verificando o Final do Arquivo Função feof em stdio.h realiza a verificação de fim de arquivo: Retorna 1 se o fim do arquivo foi atingido ou 0 caso contrário

27 Verificando o Final do Arquivo Exemplo:

28 Leitura (Modo Binário) função fread: p - endereço de memória onde será armazenado o que for lido do arquivo; tam - tamanho em bytes de cada elemento lido; nelem - número de elementos de tamanho tam lidos; Retorna a quantidade de bytes lidos com sucesso (tam*nelem); nelem = 3 elementos p -> tam = 5 bytes

29 Leitura (Modo Binário) Exemplo: Abre o arquivo em modo binário para leitura Lê uma estrutura Ponto do arquivo: tam: sizeof(ponto) nelem: 1

30 Escrita (Modo Binário) Em cada operação de escrita, os dados são gravados na memória e posteriormente no disco, e o cursor avança para a próxima posição do arquivo; A função fwrite da biblioteca stdio.h pode ser utilizada para escrita de blocos de dados em um arquivo binário.

31 Escrita (Modo Binário) Função write: p é o endereço de memória cujo conteúdo deseja-se salvar em arquivo; tam é o tamanho em bytes de cada elemento escrito; nelem é o número de elementos de tamanho tam escritos; Retorna a quantidade de bytes escritos com sucesso (tam*nelem) nelem = 3 elementos p -> tam = 5 bytes

32 Escrita (Modo Binário) Exemplo: Abre o arquivo em modo binário para escrita Grava uma estrutura Ponto no arquivo: tam: sizeof(ponto) nelem: 1

33 fread/fwrite: Ler/escrever grandes blocos de dados em um arquivo; Úteis para ler/escrever estruturas ou vetores em um arquivo numa única chamada de função.

34 Exemplo

35 Exemplo

36 Atividade Faça um programa Agenda para cadastrar até 1000 contatos. Cada contato deve conter: Nome, telefone, e profissão; Ao iniciar o programa deve ser lido o arquivo contatos.txt contendo os contatos previamente salvos em um vetor de ponteiros para estruturas; Em um laço o programa deve exibir um menu com quatro opções: 1. Cadastrar contato; 2. Listar contatos cadastrados; 3. Remover contato; 4. Salvar; 5. Terminar o programa; Quando o usuário escolher uma opção, o programa deve executar a opção selecionada e exibir o menu novamente, até que a opção 5 (Terminar o programa) seja selecionada.

37 Atividade Cadastrar contato: Solicita os dados do contato e insere em uma posição livre do vetor Listar contatos: Exibe todos dados de todos os contatos cadastrados, o índice da sua posição no vetor. Remove contato: Solicita o índice do contato que será removido Remove o contato do vetor, liberando sua memória Marca a posição do vetor como livre (NULL) Salvar: Salva os dados do vetor no arquivo texto: contatos.txt Termina o programa: Finaliza a execução do programa.