PP1_wyklad_10.sxw

1. Pliki – podstawowe wiadomo ci

Je li dane, które przetwarza lub produkuje program komputerowy maj by

dost pne po zako czeniu jego pracy, to musz one zosta przechowane

w pami ci masowej komputera. Pami

tego typu jest urz dzeniem

ęć

pozwalaj cym zachowa zapisane w niej informacje w sposób trwa y. Takimi

urz dzeniami s np.: dyski twarde, p yty CD, DVD i pami ci typu Flash. Ka de

z tych urz dze przechowuje dane w inny sposób. Aby ujednolici sposób

korzystania ze zgromadzonych na nich informacji wprowadzono specjalną
struktur danych nazywan plikiem. Pliki gwarantuj ten sam sposób

korzystania z informacji niezale nie od tego, czy znajduj si one na dysku

twardym, w pami ci operacyjnej, czy innym no niku. W przypadku wi kszo ci

wspó czesnych systemów komputerowych urz dzenia zewn trzne, takie jak

klawiatura, ekran, dysk twardy, nap d CD, drukarki s „widziane” przez

programy komputerowe w a nie jako pliki. J zyk Pascal pozwala korzysta

ł ś

z trzech rodzajów plików: plików tekstowych, plików binarnych zdefiniowanych

i plików binarnych niezdefiniowanych (amorficznych). Pliki, niezale nie do

którego rodzaju nale

, sk adaj si zawsze z pewnych elementów.

żą

W przypadku plików tekstowych tymi elementami s wiersze, czyli ci gi znaków

zako czone znakami ko ca wiersza (w przypadku Turbo Pascala s to znaki

#13#10). Wynika st d, e wiersze te mog mie ró ny rozmiar. Elementami

plików binarnych zdefiniowanych s warto ci okre lonego przez nas typu. Mog

to by warto ci typu

byte, integer, real

, a nawet typu rekordowego. W plikach

amorficznych (binarnych niezdefiniowanych) warto ci, które s przechowywane

nie maj okre lonego typu. Ca y plik jest podzielony na porcje o ustalonej

wielko ci, zwane blokami. Dla wszystkich typów plików mo emy stosowa

dost p sekwencyjny, tzn. taki, w którym aby przeczyta lub zapisa element

znajduj cy si w dowolnym miejscu pliku musimy przeczyta wszystkie

elementy znajduj ce si przed nim. W przypadku plików binarnych mo emy

mie równie swobodny dost p do elementów plików

. Pliki binarne mo emy

zatem potraktowa jako tablice, których rozmiar jest zmienny.

2. Typy plików

W Turbo Pascalu jedynym typem plików, który powinni my zdefiniowa jest typ

pliku binarnego zdefiniowanego. Typ pliku binarnego zdefiniowanego okre lamy

w sekcji type programu lub podprogramu wed ug wzorca:

nazwa_typu_pliku = file of nazwa_typu_elementu_pliku;

1 Nazywanych krótko plikami binarnymi.
2 Tzn. mo emy wskaza dowolny element, który chcemy przeczyta / zmodyfikowa , bez

konieczno ci przegl dania elementów je poprzedzaj cych.

Przyk adowo, plik binarny, którego elementy by yby typu

integer

mia by na

st puj c definicj typu:

ą ą

Pliki amorficzne, jak równie tekstowe maj ju zdefiniowane typy, które s

ci j zyka i nie musimy im nadawa nowej nazwy (cho istnieje taka mo li

ęś ą ę

ż -

). Typem pliku binarnego niezdefiniowanego jest po prostu

ść

file

, a typem

pliku tekstowego jest text.

3. Zmienne plikowe

Podobnie jak zmienne innych typów zmienne plikowe mo emy deklarowa

w sekcji var programu lub podprogramu. W przypadku plików binarnych
zdefiniowanych nale y wcze niej zdefiniowa typ takiej zmiennej wed ug za

mieszczonego wy ej wzorca, gdy zmiennych plikowych tego rodzaju o ano

nimowych typach nie b dziemy mogli przekaza przez parametr. Nie wymagaj

tego zmienne plikowe zwi zane z plikami tekstowymi lub amorficznymi. Nie

mo emy deklarowa zmiennych plikowych zainicjalizowanych. Jedynym spo

sobem, w jaki mo emy przekaza zmienn plikow do procedury lub funkcji za

pomoc parametru jest przekazanie przez zmienn (adres).

4. Operacje na plikach

Zanim b dziemy mogli zapisa lub odczyta informacje z pliku musimy wy

kona dodatkowe czynno ci. Schemat korzystania z pliku mo e by przedsta

wiony nast puj co:

1. skojarzenie zmiennej z plikiem,

2. otwarcie pliku,

3. przetwarzanie informacji zawartych w pliku,

4. zamkni cie pliku.

Nale y zaznaczy , e przy wykonywaniu prawie ka dej z tych operacji mog

ć ż

pojawi si wyj tki

, które nale y obs u y . Powy sze operacje s realizowane

ł ż ć

za pomoc ró nych funkcji i procedur. Nazwy tych podprogramów mog si

3 Inaczej nazywane b dami, cho nie jest to nazwa w pe ni adekwatna.

łę

type

plik = file of integer;

ró ni w zale no ci od typu pliku, na którym zostan u yte. Zosta y one

ż ć

zebrane w tabelk :

Nazwa operacji

Typ pliku

Skojarzenie

Otwarcie

Odczyt

Zapis

Zamkni cie

Plik tekstowy

assign

rewrite

reset

append

read

readln

write

writeln

Plik binarny

assign

rewrite

reset

read

write

Plik amorficzny

assign

rewrite

reset

blockread

blockwrite

Procedura assign dzia a w ten sam sposób dla wszystkich typów plików. Wi

ąż

ona zmienn plikow z nazw pliku. Pierwszym parametrem jej wywo ania jest

nazwa zmiennej plikowej, a drugim ci g znaków b d cy nazw pliku. W Turbo

ę ą

Pascalu

nazwa pliku sk ada si maksymalnie z jedenastu liter lub cyfr.

Pierwszych osiem liter jest nazw w a ciw , a trzy ostatnie stanowi tak zwane

ł ś

rozszerzenie, które okre la zawarto

pliku. Obie te cz

ci nazwy pliku s

ść

ęś

rozdzielone kropk . Istniej te pliki o specjalnych nazwach, które zwi zane s

z urz dzeniami. Takimi plikami s

ą LPR1 lub PTR zwi zane z drukark ,

ą CON

zwi zany z konsol (klawiatura + ekran monitora),

COM1

zwi zany z portem

szeregowym. Po skojarzeniu zmiennej plikowej z plikiem mo emy go otworzy .

W tym wypadku zachowanie poszczególnych procedur otwieraj cych ró ni si

w zale no ci od typu otwieranego pliku. Dla plików tekstowych procedura

rewrite

tworzy nowy plik, który mo na wy cznie zapisywa . Procedura

łą

reset

otwiera istniej cy plik w trybie tylko do odczytu, natomiast procedura

append

otwiera istniej cy plik w trybie do dopisywania, co oznacza, e nowe informacje

b d w tym pliku zapisywane za ju istniej cymi. Wszystkie te procedury, jako

ę ą

parametr wywo ania przyjmuj zmienn plikow skojarzon z plikiem, który

ma zosta otwarty. W przypadku plików binarnych zdefiniowanych procedura

rewrite

tworzy nowy plik, natomiast procedura reset otwiera plik, który już

istnieje. W obu przypadkach mo liwe jest odczytywanie i zapisywanie do pliku.

Podobnie, jak poprzednio jedynym parametrem wywo ania tych procedur s

zmienne plikowe, na których operacja ma zosta wykonana. W przypadku

plików amorficznych, procedury rewrite i reset maj takie samo dzia anie, jak

dla plików binarnych zdefiniowanych, ale mog przyjmowa dodatkowy

parametr wywo ania, b d cy liczb okre laj c wielko

(w bajtach) bloku, jaki

ę ą

ą ą

ść

4 Dok adniej w systemie DOS, dla którego kompilator Turbo Pascala jest przeznaczony.

5 Je li procedura

rewrite

zostanie u yta dla istniej cego pliku, to skasuje jego zawarto

ść

niezale nie od jego typu.

mo na jednorazowo zapisa lub odczyta z takiego pliku. Je li sami nie

okre limy rozmiaru bloku, to zostanie przyj ty rozmiar domy lny równy 128

bajtów. Do odczytu plików tekstowych mo emy zastosowa znane ju nam

procedury read i readln. Domy lnie te procedury zwi zane s z plikiem

o nazwie Input, czyli po prostu z klawiaturą

. Je li jednak jako pierwszy

parametr ich wywo ania podamy nazw zmiennej plikowej, to odczyt zamiast

z klawiatury b dzie odbywa si z pliku. Po nazwie zmiennej plikowej wyst puje

lista sk adaj ca si co najmniej z jednej zmiennej do której b d wczytane

ę ą

informacje z pliku. Ró nica mi dzy

readln

i read polega na tym, e pierwsza

odczytuje ca y wiersz znaków, zako czony znakami ko ca wiersza, natomiast

druga czyta tyle informacji, ile wynika z liczby i typu zmiennych do których one
b d zapisywane. W przypadku plików binarnych zdefiniowanych odczyt

ę ą

mo liwy jest wy cznie za pomoc procedury

łą

read

. Pierwszym parametrem

wywo ania tej procedury jest zmienna plikowa, natomiast nast pnymi zmienne

(w liczbie co najmniej jeden), do których informacje b d zapisane. Typy tych

ę ą

zmiennych musz by takie same lub zgodne z typem elementów pliku.

W przypadku plików amorficznych odczyt jest mo liwy tylko za po rednictwem

procedury blockread. Ta procedura mo e przyjmowa trzy lub cztery parametry

wywo ania. Pierwszym jest zmienna plikowa, drugim zmienna do której ma

zosta zapisana informacja, a trzecim zmienna, warto

lub wyra anie typu

ść

word

, okre laj ce ile bloków chcemy z pliku odczyta . Czwarty parametr

wywo ania jest opcjonalny i jest nim zmienna typu

word

, w której jest

zapisywana liczba faktycznie przeczytanych bloków. Je li nie umie cimy tego

argumentu na li cie parametrów wywo ania procedury

blockread

, to

w przypadku, kiedy zostanie odczytana mniejsza ni chcieli my liczba bloków

z pliku program zako czy si natychmiast sygnalizuj c b d wykonania. Je li

łą

przeka emy czwarty parametr, to mo emy obs u y ten wyj tek. Zapis do pliku

ł ż ć

równie odbywa si w ró ny sposób, w zale no ci od rodzaju pliku. Do plików

tekstowych mo emy zapisywa informacje za pomoc

ą write i writeln. Podobnie

jak w przypadku procedury read i readln domy lnie s one skojarzone

z plikiem Output, czyli ekranem monitora

. Je li jako pierwszy parametr

wywo ania tej procedury umie cimy zmienn plikow , to zapis informacji

nast pi do pliku z ni zwi zanego. Za tym parametrem, mog wyst powa inne

b d ce zmiennymi, wyra eniami lub wprost - warto ciami, które maj zosta

ę ą

zapisane do pliku. Procedura writeln zapisuje do pliku wiersze zako czone

znakami ko ca wiersza. Natomiast procedura

write

nie umieszcza w pliku tych

znaków samodzielnie. Do zapisu plików binarnych zdefiniowanych u ywana

jest wy cznie procedura

łą

write

. Sposób wywo ania tej procedury jest taki sam,

jak w przypadku plików tekstowych. Pliki amorficzne mog by zapisywane

6 Plik skojarzony z klawiatur nazywany jest równie standardowym wej ciem.

7 Plik ten nazywany jest równie standardowym wyj ciem.

przy pomocy procedury blockwrite. Jej parametry wywo ania s takie same, jak

w przypadku procedury blockread, z tym e odnosz si one do zapisu, a nie

odczytu. Operacja zamykania pliku jest przeprowadzana w ten sam sposób dla
wszystkich rodzajów plików – przy pomocy procedury close. Jedynym
parametrem wywo ania tej procedury jest zmienna plikowa.

5. Inne operacje zwi zane z plikami

W j zyku Pascal zdefiniowano szereg procedur i funkcji, które wykonuj inne

pomocne operacje na plikach, ni te, które opisano wy ej. Oto niektóre

z nich wraz, z krótkim opisem:

funkcja eof zwraca warto

ść true, je li zosta osi gni ty koniec pliku.

Dzia a dla wszystkich typów plików. Jej parametrem wywo ania jest

nazwa zmiennej plikowej, je li zostanie ona pomini ta, to wywo anie to

b dzie si odnosi o do standardowego wej cia,

funkcja seekeof dzia a podobnie, ale tylko dla plików tekstowych

i ignoruje znaki bia e (spacja, powrót karetki, itp.),

funkcja eoln dzia a jedynie dla plików tekstowych i zwraca

true

, je li

zosta osi gni ty koniec wiersza,

funkcja seekeoln dzia a podobnie, ale ignoruje znaki spacji i tabulacji,

jest przeznaczona wy cznie dla plików tekstowych,

łą

funkcja filesize zwraca liczb elementów pliku binarnego lub liczb

bloków pliku amorficznego,

funkcja filepos dzia a dla plików binarnych i amorficznych, zwraca

warto

typu

ść

longint

, która oznacza pozycj wska nika pliku,

procedura seek ustawia pozycj wska nika pliku

. Pierwszym

argumentem jej wywo ania jest nazwa zmiennej plikowej, drugim warto

ść

nowej pozycji wska nika pliku. Warto

ta jest typu

ść

longint

. Procedura

seek

jest przeznaczona dla plików binarnych i amorficznych,

procedura truncate „ucina” plik pocz wszy od bie

cej pozycji wska nika

żą

pliku, dzia a dla plików binarnych i amorficznych,

8 O wska niku pliku mo emy my le jak o indeksie tablicy. Jest on przesuwany automatycznie

ś ć

po wykonaniu ka dego odczytu lub zapisu zawarto ci pliku.

funkcja ioresult zwraca kod wykonania operacji na pliku, je li operacja

przebieg a prawid owo, to kod ten jest równy zero, w przeciwnym

przypadku jest to warto

ró na od zera, aby ta funkcja dzia a a

ść

ł ł

prawid owo nale y wy czy dyrektyw

łą

ę $I kompilatora.

Opisana wcze niej funkcja

eof

jest dosy cz sto stosowana, kiedy

konstruujemy p tl , w której umieszczamy instrukcje odczytuj ce z pliku. Je li

ę ę

jest to p tla

while

, to warunek w tej p tli ma posta :

ć not eof(zp), natomiast je li

jest to p tla

repeat ... until

, to warunkiem zako czenia jest

eof(zp)

W przypadku plików binarnych i amorficznych mo liwe jest u ycie do odczytu

p tli

for

. Poni ej znajduj si przyk ady programów operuj cych na

odpowiednio: plikach tekstowych, binarnych i amorficznych.

program pliki_tekstowe;

uses crt;

var T:text;

procedure zapisz(var F:text);

{Zapisuje do pliku tekstowego 10 wierszy pobranych od u ytkownika.}

var

a:string[80];

i:byte;

begin

rewrite(F);

for i:=1 to 10 do

begin

readln(a);

writeln(F,a);

end;

close(f);

end;

procedure odczytaj(var F:text);

{Odczytuje z pliku tekstowego 10 wierszy.}

var

Zmienna plikowa, typu text jest kojarzona z plikiem o nazwie dane.txt w bloku
g ównym programu. Plik ten tworzony jest w procedurze

zapisz

, w wyniku

wywo ania procedury

rewrite

. W tej te procedurze do pliku zapisywanych jest

dziesi

wierszy (p tla

ęć

for

) zawieraj cych ci gi znaków podane przez

u ytkownika (o wielko ci maksymalnie 80 znaków). Procedura

odczyt

odczytuje

te dane z tego samego pliku. Odczytanie i wy wietlenie na ekran odbywa si

wewn trz p tli

repeat

. W obydwu procedurach ostatni wykonywan instrukcj

jest zamkni cie pliku.

a:string[80];

begin

reset(F);

repeat

readln(f,a);

writeln(a);

until eof(f);

close(f);

end;

begin

clrscr;

assign(T,'dane.txt');

zapisz(T);

clrscr;

odczytaj(T);

readln;

end.

program plik_binarny;

uses

crt;

type

rec = record

x,y:integer;

end;

pl_rec = file of rec;

Powy szy program przetwarza informacje zawarte w pliku binarnym

zdefiniowanym, którego elementami s rekordy. Taki rodzaj pliku nazywa si

krótko plikiem rekordowym. Ka dy rekord zawiera dwa pola

i y, które

przechowuj liczby ca kowite. Zadaniem programu jest utworzenie pliku

o nazwie dane.dat, zapisanie do niego pi ciu rekordów zawieraj cych dane

pobrane od u ytkownika, zamkni cie go, nast pnie ponowne otwarcie,

dopisanie jednego rekordu na ko cu tego pliku i wypisanie zawarto ci

wszystkich rekordów z pliku na ekran. Warto zwróci uwag na definicj pliku

rekordowego, jak równie na procedur

ę append_bin. Poniewa procedura

append

dzia a tylko dla plików tekstowych, w programie zosta a zdefiniowana

osobna procedura dla plików binarnych zdefiniowanych. Otwiera ona taki plik
przy pomocy reset i ustawia jego wska nik za pomoc procedury

seek

ostatnim elementem pliku. Jego po o enie jest ustalane za pomoc funkcji

ł ż

filesize

– elementy pliku s numerowane od zera, wi c pozycja ostatniego

elementu ma warto

równ liczbie elementów w pliku minus jeden. Warto

ść

równie zauwa y , e wyj tki jakie mog spowodowa procedury otwierania

ż ć ż

plików s obs ugiwane za pomoc funkcji

ioresult

. Aby nie by y one

obs ugiwane domy lnie przez kompilator nale y wy czy przed wykonaniem

łą

danej operacji na pliku dyrektyw

ę $I kompilatora ({$I-}), a nast pnie w czy j

łą

ć ą

po wykonaniu tej operacji ({$I+}). Podobnie mo na obs ugiwa wyj tki

pochodz ce od innych operacji na pliku, ale w ich przypadku w programie

zosta a zostawiona obs uga domy lna. Funkcja

ioresult

mo e odczyta kod

b du tych operacji tylko przy wy czonej dyrektywie

łę

łą

clrscr;

wypisz(plik);

writeln('Naci nij Enter.');

readln;

clrscr;

dopisz(plik);

wirteln('Naci nij Enter.');

readln;

wypisz(plik);

writeln('Naci nij Enter.');

readln;

end.

program plik_amorficzny_i_tablica;

uses

crt;

type

tablica_losowa = array [1..1000] of word;

var

tl:tablica_losowa;

pl:file;

procedure wypelnij_i_zapisz(var F:file; var x:tablica_losowa);

{Wype nia i zapisuje do pliku amorficznego tablic 1000 elementów typu word.}

var

l,i:word;

begin

randomize;

for i:=1 to 1000 do x[i] := random(100);

for i:=1 to 1000 do write(x[i]:4);

{$I-}rewrite(F,sizeof(x));{$I+}

if IOResult <> 0 then exit;

blockwrite(F,x,1,l);

if l<>1 then exit;

close(F);

end;

procedure odczytaj_i_pokaz(var F:file; var x:tablica_losowa);

{Wype nia tablic 1000 elementów typu word danymi z pliku.}

var

l,i:word;

begin

{$I-}reset(F,sizeof(x));{$I+}

if IOResult <> 0 then exit;

blockread(F,x,1,l);

if l<>1 then exit;

for i:=1 to 1000 do write(x[i]:4);