Manipulação de Arquivos

Transcrição

1 Lucas Ferrari de Oliveira Professor Adjunto Universidade Federal do Paraná Manipulação de Arquivos Linguagem de Programação Estruturado

2 Sumário Introdução; E/S ANSI Versus E/S UNIX; E/S em C Versus E/S em C++; Streams: Stream Texto; Stream binária. Arquivos; Fundamentos do Sistema de Arquivos: Principais Funções; O Ponteiro de Arquivo. Abrindo um Arquivo; Fechando um Arquivo; Exemplos e Exercícios. 2

3 Introdução A linguagem C não possui nenhum comando de entrada/saída; Todas as operações de entrada/saída ocorrem mediante chamadas a funções da biblioteca C padrão; Embora tal característica possa, a primeira vista, parecer uma desvantagem, na verdade ela permite que o sistema de arquivos de C seja extremamente poderoso e flexível. 3

4 Introdução O sistema de entrada/saída de C é único porque os dados podem ser transferidos na sua representação binária interna ou em um formato de texto legível por humanos. Isso torna fácil criar arquivos que satisfaçam qualquer necessidade 4

5 E/S ANSI Versus E/S UNIX O padrão C ANSI define um conjunto completo de funções de E/S que pode ser utilizado para ler e escrever qualquer tipo de dado. O antigo padrão C UNIX contém dois sistemas distintos de rotinas que realizam operações de E/S: O primeiro método assemelha-se vagamente ao definido pelo padrão C ANSI e é denominado sistema de arquivo com buffer (ou formatado ou de alto nível); O segundo é o sistema de arquivo tipo UNIX (não formatado ou sem buffer) definido apenas sobre o antigo padrão UNIX. 5

6 E/S ANSI Versus E/S UNIX O padrão ANSI não define o sistema sem buffer porque os sistemas são amplamente redundantes sistema de arquivos tipo UNIX pode não ser relevante em certos ambientes; Nesta disciplina daremos ênfase ao sistema de arquivo C ANSI. 6

7 E/S em C Versus E/S em C++ C++ suporta todo o sistema de arquivos definido pelo C ANSI; Entretanto, C++ também define seu próprio sistema de E/S, orientado a objetos, que inclui tanto funções quanto operadores de E/S; O sistema de E/S C++ duplica por completo a funcionalidade do sistema de E/S C ANSI. 7

8 Streams e Arquivos O sistema de E/S de C fornece uma interface consistente ao programador C, independente-mente do dispositivo real que é acessado. Este sistema (que é uma abstração) é chamado de stream e o dispositivo real é chamado de arquivo; OBS: daí a noção que, em C, todos os dispositivos são encarados como arquivos 8

9 Streams O sistema de arquivos de C é projetado para trabalhar com uma ampla variedade de dispositivos, incluindo: terminais, acionadores de disco, acionadores de fita. Embora cada um dos dispositivos seja muito diferente, o sistema de arquivo com buffer transforma-os em um dispositivo lógico chamado de stream. 9

10 Streams Todas as streams comportam-se de forma semelhante. Pelo fato de as streams serem totalmente independentes do dispositivo, a mesma função pode escrever em um arquivo em disco ou em algum outro dispositivo, como o console. Existem dois tipos de streams: texto e binária. 10

11 Streams Texto Um stream de texto é uma seqüência de caracteres. O padrão C ANSI permite (mas não exige) que uma stream de texto seja organizada em linhas terminadas por um caractere de nova linha. Porém, o caractere de nova linha é opcional na última linha e é determinado pela implementação. 11

12 Streams Binárias Uma stream binária é uma seqüência de bytes com uma correspondência de um para um com aqueles encontrados no dispositivo externo; O número de bytes escritos (ou lidos) é o mesmo que o encontrado no dispositivo externo. Porém, um número definido pela implementação de bytes nulos pode ser acrescentado a um stream binário. Esse bytes nulos poderiam ser usados para aumentar a informação para que ela preenchesse um setor de um disco, por exemplo. 12

13 Arquivos Em C, um arquivo pode ser qualquer coisa, desde um arquivo em disco até um terminal ou uma impressora. Associa-se um stream com um arquivo específico realizando uma operação de abertura. Uma vez o arquivo aberto, informações podem ser trocadas entre ele e o seu programa. 13

14 Arquivos Nem todos os arquivos apresentam os mesmos recursos. Por exemplo, um arquivo em disco pode suportar acesso aleatório (seqüencial), enquanto um teclado não pode. Isso releva um ponto importante sobre o sistema de E/S de C: todas as streams são iguais, mas não todos os arquivos. 14

15 Arquivos Se o arquivo pode suportar acesso aleatório Abrir este arquivo inicializa o indicador de posição no arquivo para o começo do arquivo Quando cada caractere é lido ou escrito no arquivo, o indicador de posição é incrementado, garantindo progressão através do arquivo. 15

16 Arquivos Um arquivo é desassociado de uma stream específica por meio de uma operação de fechamento; Se um arquivo aberto para saída for fechado, o conteúdo, da sua stream associada será escrito no dispositivo externo. Este processo é geralmente referido como descarga (flushing) da stream e garante que nenhuma informação seja acidentalmente deixada no bufffer do disco. 16

17 Arquivos Todos os arquivos são fechados automatica-mente quando o programa termina normalmente, com: main() retornando ao sistema operacional ou uma chamada a exit(). Os arquivos não são fechados quando um programa quebra (crash) ou quando ele chama abort(). 17

18 Arquivos Cada stream associada a um arquivo tem uma estrutura de controle de arquivo do tipo FILE. Esta estrutura é definida no cabeçalho stdio.h. Nunca modifique este bloco de controle de arquivo! 18

19 Fundamentos do Sistema de Arquivos O sistema de arquivos C ANSI é composto de diversas funções interrelacionadas; Estas funções exigem o cabeçalho stdio.h ; A maioria das funções começa com a letra f. 19

20 Principais Funções 20

21 Fundamentos do Sistema de Arquivos O arquivo de cabeçalho stdio.h fornece os protótipos para as funções de E/S e define estes três tipos: size_t, fpos_t e FILE O tipo size_t é essencialemnte o mesmo que um unsigned, assim como fpos_t; O tipo FILE será discutido logo adiante. A stdio.h também define várias macros. As mais relevantes são: NULL, EOF, SEEK_SET, FOPEN_MAX, SEEK_CUR e SEE_END. 21

22 Fundamentos do Sistema de Arquivos A macro NULL define um ponteiro nulo; A macro EOF é geralmente definida como 1 e é o valor devolvido quando uma função de entrada tenta ler além do final do arquivo; FOPEN_MAX, define um valor inteiro que determina o número máximo de arquivos que podem estar abertos ao mesmo tempo; As outras macros são usadas com fseek(), que é uma função que executa acesso aleatório em um arquivo. 22

23 O Ponteiro de Arquivo Um ponteiro de arquivo é um ponteiro para informações que definem várias coisas sobre o arquivo: nome, status e a posição atual do arquivo; Um ponteiro de arquivo é uma variável ponteiro do tipo FILE. Para ler ou escrever arquivos, seu programa precisa usar ponteiros de arquivo. Para obter uma variável ponteiro de arquivo, use o comando: FILE *fp; 23

24 Abrindo um Arquivo A função fopen() abre uma stream para uso e associa um arquivo a ela; Ela retorna o ponteiro de arquivo associado a este arquivo; Protótipo: FILE fopen(const char* nomearq, const char* modo*); onde nomearq é um ponteiro para uma cadeia de caracteres que forma um nome válido de arquivo e pode incluir uma especificação de caminho de pesquisa (path). 24

25 Abrindo um Arquivo Modo Significado r Abre um arquivo-texto para leitura w Cria um arquivo-texto para escrita a Anexa a um arquivo-texto rb Abre um arquivo binário para leitura wb Cria um arquivo binário para escrita ab Anexa um arquivo binário r+ Abre um arquivo-texto para leitura/escrita w+ Cria um arquivo-texto para leitura/escrita a+ Anexa ou cria um arquivo-texto para leitura/escrita r+b Abre um arquivo binário para leitura/escrita w+b Cria um arquivo binário para leitura/escrita a+b Anexa um arquivo binário para leitura/escrita 25

26 Abrindo um Arquivo Para abrir um arquivo chamado arquivo1.txt, permitindo escrita, pode-se utilizar: FILE *fp; fp = fopen( arquivo1.txt, w ); Uma maneira mais profissional de escrever o trecho anterior é: FILE *fp; if((fp = fopen( arquivo1.txt, w )) == NULL ) { printf( Nãao foi possível criar o arquivo\n ); exit(1); } Neste segundo caso, qualquer erro na abertura do arquivo será detectado (ex., disco cheio ou protegido contra gravação). 26

27 Abrindo um Arquivo Confirmar o sucesso de fopen() antes de tentar qualquer outra operação sobre o arquivo! Se você usar fopen() para abrir um arquivo com permissão para escrita, qualquer arquivo já existente com esse nome será apagado e um novo arquivo será iniciado; Se nenhum arquivo com este nome existe, um será criado. 27

28 Abrindo um Arquivo Se você deseja adicionar ao final do arquivo, deve usar o modo a ; Arquivos já existentes só podem ser abertos para operações de leitura; Se o arquivo não existe, um erro é devolvido; Se um arquivo é aberto para operações de leitura/escrita, ele não será apagado caso já exista e, senão existir, ele será criado. 28

29 Fechando um Arquivo A função fclose() fecha uma stream que foi aberta por meio de uma chamada a fopen(); Ela escreve qualquer dado que ainda permanece no buffer de disco no arquivo e, então, fecha normalmente o arquivo em nível de sistema operacional; Se um arquivo é aberto para operações de leitura/escrita, ele não será apagado caso já exista e, senão existir, ele será criado. 29

30 Fechando um Arquivo Uma fclose() também libera o bloco de controle de arquivo associado à stream, deixando-o disponível para reutilização. Em muitos casos, há um limite do sistema operacional para o número de arquivos abertos simultaneamente, assim, você deve fechar um arquivo antes de abrir outro. 30

31 Fechamento de Arquivos A função fclose() tem o seguinte protótipo: int fclose(file *fp); onde fp é o ponteiro de arquivo devolvido pela chamada a fopen(). Um valor de retorno zero significa uma operação de fechamento bem sucedida; Qualquer outro valor indica um erro; A função padrão ferror() pode ser utilizada para determinar e informar qualquer problema; Geralmente, fclose() falhará quando um disco tiver sido retirado prematuramente do acionador ou não houver mais espaço no disco. 31

32 Exemplo 1 FILE *fp; char nome_arq[50]; printf( Entre com o nome do arquivo\n ); fgets(nome_arq,50, stdin); if((fp = fopen( nome_arq, r )) == NULL ) { } printf( Não foi possivel abrir o arquivo %s\n, nome_arq); exit(1); 32

33 Exemplo 2 #define MAX 120 FILE *fp; char nome_arq[50], linha[120]; printf( entre com o nome do arquivo\n ); fgets(nome_arq, 50, stdin); if((fp = fopen( nome_arq, r )) == NULL ) { printf( Não foi possivel abrir o arquivo %s\n, nome_arq); exit(1); } while ( fgets(linha,max,fp)!= NULL ) { // aqui fica o processamento de cada linha printf( %s, linha ); } 33

34 Exercícios Dado o nome de um arquivo (entrar pelo teclado), monte um programa que armazene informações de 20 clientes (nome, endereço, telefone, cidade e estado), utilizando uma linha para cada campo. Monte um programa que leia o arquivo anterior e imprima os dados separando cada um dos clientes com um conjunto de #. Ex: ############# Nome: XXXXXX End: XYYYY Tel: OOOOO Cidade: KKKKKKK Estado: OO ############# 34