Лекции по программированию на Паскале. Часть 4

30. Ф А Й Л ЫВведение файлового типа в язык ПАСКАЛЬ вызвано необходимостьюобеспечить возможность работы с периферийными (внешними) устройствамиЭВМ, предназначенными для ввода, вывода и хранения данных. Файловый тип данных или файл определяет упорядоченную совокупностьпроизвольного числа однотипных компонент. Общее свойство массива, множества и записи заключается в том, чтоколичество их компонент определено на этапе написания программы, тог-да как количество компонент файла в тексте программы не определяетсяи может быть произвольным. Понятие файла достаточно широко. Это может быть обычный файл надиске, коммуникационный порт ЭВМ, устройство печати, клавиатура илидругие устройства. При работе с файлами выполняются операции ввода - вывода. Операцияввода означает перепись данных с внешнего устройства (из входногофайла) в основную память ЭВМ, операция вывода - это пересылка данныхиз основной памяти на внешнее устройство (в выходной файл). Файлы на внешних устройствах часто называют физическими файлами.Их имена определяются операционной системой. В программах на языкеПаскаль имена файлов задаются с помощью строк. Например, имя файла надиске может иметь вид: 'A:LAB1.DAT' 'c:\ABC150\pr.pas' 'lab3.pas'. Операционная система MS-DOS не делает особого различия между фай-лами на дисках и лентах и устройствами ЭВМ и портами коммуникаций. ВTURBO PASCAL могут использоваться имена устройств и портов, опреде-ленные в MS-DOS, например: 'CON', 'LPT1', 'PRN', 'COM1', 'AUX', 'NUL'. С файловой системой TURBO PASCAL связано понятие буфера ввода -вывода. Ввод и вывод данных осуществляется через буфер. Буфер - этообласть в памяти, которая выделяется для каждого файла. При записи вфайл вся информация сначала направляется в буфер и там накапливаетсядо тех пор, пока весь объем буфера не будет заполнен. Только послеэтого или после специальной команды сброса происходит передача данныхна внешнее устройство. При чтении из файла данные вначале считываютсяв буфер, причем данных считывается не столько, сколько запрашивается,а сколько поместится в буфер. Механизм буферизации позволяет более быстро и эффективно обмени-ваться информацией с внешними устройствами. Для работы с файлами в программе необходимо определить файловуюпеременную. TURBO PASCAL поддерживает три файловых типа: текстовыефайлы, компонентные файлы, бестиповые файлы. Описание файловых переменных текстового типа производится с по-мощью служебного слова Text, например: var tStory: Text; Описание компонентных файлов имеет вид: var fComp: File of T; где T - тип компоненты файла. Примеры описания файловой переменнойкомпонентного типа: type M= array[1..500] of Longint; var f1: File of Real; f2: File of Integer; fLi: File of M; Бестиповые файлы описываются с помощью служебного слова File: var f: File; Файловые переменные, которые описаны в программе, называют логи-ческими файлами. Все основные процедуры и функции, обеспечивающиеввод - вывод данных, работают только с логическими файлами. Физичес-кий файл должен быть связан с логическим до выполнения процедур отк-рытия файлов. TURBO PASCAL вводит ряд процедур и функций, применимых для любыхтипов файлов: Assign, Reset, Rewrite, Close, Rename, Erase, Eof,IOResult. Процедура Assign(var f; FileName: String) связывает логическийфайл f с физическим файлом, полное имя которого задано в строкеFileName. Процедура Reset(var f) открывает логический файл f для последую-щего чтения данных или, как говорят, открывает входной файл. Послеуспешного выполнения процедуры Reset файл готов к чтению из него пер-вого элемента. Процедура Rewrite(var f) открывает логический файл f для после-дующей записи данных (открывает выходной файл). После успешного вы-полнения этой процедуры файл готов к записи в него первого элемента. Процедура Close(var f) закрывает открытый до этого логическийфайл. Вызов процедуры Close необходим при завершении работы с файлом.Если по какой-то причине процедура Close не будет выполнена, файлвсе-же будет создан на внешнем устройстве, но содержимое последнегобуфера в него не будет перенесено. Для входных файлов использованиеоператора закрытия файла необязательно. Логическая функция EOF(var f): Boolean возвращает значение TRUE,когда при чтении достигнут конец файла. Это означает, что уже прочи-тан последний элемент в файле или файл после открытия оказался пуст. Процедура Rename(var f; NewName: String) позволяет переименоватьфизический файл на диске, связанный с логическим файлом f. Переимено-вание возможно после закрытия файла. Процедура Erase(var f) уничтожает физический файл на диске, ко-торый был связан с файловой переменной f. Файл к моменту вызова про-цедуры Erase должен быть закрыт. Функция IOResult: Integer возвращает целое число, соответствующеекоду последней ошибки ввода - вывода. При нормальном завершении опе-рации функция вернет значение 0. Значение функции IOResult необходимоприсваивать какой - либо переменной, так как при каждом вызове функ-ция обнуляет свое значение. Функция IOResult работает только при вык-люченном режиме проверок ошибок ввода - вывода или с ключом компиля-ции {$I-}. 31. Т Е К С Т О В ЫЕ Ф А Й Л ЫОсобое место в языке ПАСКАЛЬ занимают текстовые файлы, компонентыкоторых имеют символьный тип. Для описания текстовых файлов в языкеопределен стандартный тип Тext: var TF1, TF2: Text; Текстовые файлы представляют собой последовательность строк, астроки - последовательность символов. Строки имеют переменную длину,каждая строка завершается признаком конца строки. С признаком конца строки связана функция EOLn(var T:Text):Boolean,где Т - имя текстового файла. Эта функция принимает значение TRUE,если достигнут конец строки, и значение FALSE, если конец строки недостигнут. Для операций над текстовыми файлами, кроме перечисленных, опреде-лены также операторы обращения к процедурам: ReadLn(T) - пропускает строку до начала следующей; WriteLn(T) - завершает строку файла, в которую производится за-пись, признаком конца строки и переходит к началу следующей. Для работы с текстовыми файлами введена расширенная форма операто-ров ввода и вывода. Оператор Read(T,X1,X2,...XK) эквивалентен группе операторов begin Read(T,X1); Read(T,X2);........... Read(T,XK) end; Здесь Т - текстовый файл, а переменные Х1, Х2,...ХК могут быть ли-бо переменными целого, действительного или символьного типа, либострокой. При чтении значений переменных из файла они преобразуются изтекстового представления в машинное. Оператор Write(T,X1,X2,...XK) эквивалентен группе операторов begin Write(T,X1); Write(T,X2);........... Write(T,XK) end; Здесь Т - также текстовый файл, но переменные Х1,Х2,...ХК могутбыть целого, действительного, символьного, логического типа или стро-кой. При записи значений переменных в файл они преобразуются из внут-реннего представления в текстовый. К текстовым файлам относятся стандартные файлы INPUT, OUTPUT. Рассмотренные ранее операторы ввода - вывода являются частным слу-чаем операторов обмена с текстовыми файлами, когда используются стан-дартные файлы ввода - вывода INPUT, OUTPUT. Работа с этими файлами имеет особенности: -имена этих файлов в списках ввода - вывода не указываются; -применение процедур Reset, Rewrite и Close к стандартным файламввода - вывода запрещено; -для работы с файлами INPUT, OUTPUT введена разновидность функцииEOLn без параметров. TURBO PASCAL вводит дополнительные процедуры и функции, применимыетолько к текстовым файлам, это SetTextBuf, Append, Flush, SeekEOLn,SeekEOF. Процедура SetTextBuf(var f: Text; var Buf; BufSize: Word) служитдля увеличения или уменьшения буфера ввода - вывода текстового файлаf. Значение размера буфера для текстовых файлов по умолчанию равно128 байтам. Увеличение размера буфера сокращает количество обращенийк диску. Рекомендуется изменять разиер буфера до открытия файла. Бу-фер файла начнется с первого байта переменной Buf. Размер буфера за-дается в необязательном параметре BufSize, а если этот параметр от-сутствует, размер буфера определяется длиной переменной Buf. Процедура Append(var f: Text) служит для специального открытиявыходных файлов. Она применима к уже существующим физическим файлам иоткрывает из для дозаписи в конец файла. Процедура Flush(var f: Text) применяется к открытым выходнымфайлам. Она принудительно записывает данные из буфера в файл незави-симо от степени его заполнения. Функция SeekEOLn(var f: Text): Boolean возвращает значение True,если до конца строки остались только пробелы. Функция SeekEOF(var f: Text): Boolean возвращает значение True,если до конца файла остались строки, заполненные пробелами. 32. К О М П О Н Е Н Т Н ЫЕ Ф А Й Л ЫКомпонентный или типизированный файл - это файл с объявленным ти-пом его компонент. Компонентные файлы состоят из машинных представле-ний значений переменных, они хранят данные в том же виде, что и па-мять ЭВМ. Описание величин файлового типа имеет вид: type M= File Of T; где М - имя файлового типа, Т - тип компоненты. Например: type FIO= String[20]; SPISOK=File of FIO; var STUD, PREP: SPISOK; Здесь STUD, PREP - имена файлов, компонентами которых являютсястроки. Описание файлов можно задавать в разделе описания переменных: var fsimv: File of Char; fr: File of Real; Компонентами файла могут быть все скалярные типы, а из структури-рованных - массивы, множества, записи. Практически во всех конкретныхреализациях языка ПАСКАЛЬ конструкция "файл файлов" недопустима. Все операции над компонентными файлами производятся с помощьюстандартных процедур: Reset, Rewrite, Read, Write, Close. Для ввода - вывода используются процедуры: Read(f,X); Write(f,X); где f - имя логического файла, Х - либо переменная, либо массив,либо строка, либо множество, либо запись с таким же описанием, какоеимеет компонента файла. Выполнение процедуры Read(f,X) состоит в чтении с внешнего уст-ройства одной компоненты файла и запись ее в X. Повторное применениепроцедуры Read(f,X) обеспечит чтение следующей компоненты файла и за-пись ее в X. Выполнение процедуры Write(f,X) состоит в записи X на внешнее уст-ройство как одной компоненты. Повторное применение этой процедурыобеспечит запись X как следующей компоненты файла. Для работы с компонентными файлами введена расширенная форма опе-раторов ввода и вывода: Read(f,X1,X2,...XK) Write(f,X1,X2,...XK) Здесь f - компонентный файл, а переменные Х1, Х2,...ХК должныиметь тот-же тип, что и объявленный тип компонент файла f. 33. Б Е С Т И П О В ЫЕ Ф А Й Л ЫБестиповые файлы позволяют записывать на диск произвольные участкипвмяти ЭВМ и считывать их с диска в память. Операции обмена с бести-повыми файлами осуществляется с помощью процедур BlokRead иBlockWrite. Кроме того, вводится расширенная форма процедур Reset иRewrite. В остальном принципы работы остаются такими же, как и с ком-понентными файлами. Перед использованием логический файл var f: File; должен быть связан с физическим с помощью процедуры Assign. Далеефайл должен быть открыт для чтения или для записи процедурой Resetили Rewrite, а после окончания работы закрыт процедурой Close. При открытии файла длина буфера устанавливается по умолчанию в 128байт. TURBO PASCAL позволяет изменить размер буфера ввода - вывода,для чего следует открывать файл расширенной записью процедур Reset(var f: File; BufSize: Word) или Rewrite(var f: File; BufSize: Word) Параметр BufSize задает число байтов, считываемых из файла или за-писываемых в него за одно обращение. Минимальное значение BufSize - 1байт, максимальное - 64 К байт. Чтение данных из бестипового файла осуществляется процедурой BlockRead(var f: File; var X; Count: Word; var QuantBlock: Word); Эта процедура осуществляет за одно обращение чтение в переменную Xколичества блоков, заданное параметром Count, при этом длина блокаравна длине буфера. Значение Count не может быть меньше 1. За однообращение нельзя прочесть больше, чем 64 К байтов. Необязательный параметр QuantBlock возвращает число блоков (буфе-ров), прочитанных текущей операцией BlockRead. В случае успешного за-вершения операции чтения QuantBlock = Count, в случае аварийной ситу-ации параметр QuantBlock будет содержать число удачно прочитанныхблоков. Отсюда следует, что с помощью параметра QuantBlock можноконтролировать правильность выполнения операции чтения. Запись данных в бестиповой файл выполняется процедурой BlockWrite(var f: File; var X; Count: Word; var QuantBlock: Word); которая осуществляет за одно обращение запись из переменной X коли-чества блоков, заданное параметром Count, при этом длина блока равнадлине буфера. Необязательный параметр QuantBlock возвращает число блоков (буфе-ров), записанных успешно текущей операцией BlockWrite. 34. П О С Л Е Д О В А Т Е Л Ь Н ЫЙ И П Р Я М О ЙД О С Т У П Смысл последовательного доступа заключается в том, что в каждыймомент времени доступна лишь одна компонента из всей последователь-ности. Для того, чтобы обратиться (получить доступ) к компоненте сномером К, необходимо просмотреть от начала файла К-1 предшествующуюкомпоненту. После обращения к компоненте с номером К можно обращатьсяк компоненте с номером К+1. Отсюда следует, что процессы формирования(записи) компонент файла и просмотра (чтения) не могут произвольночередоваться. Таким образом, файл вначале строится при помощи после-довательного добавления компонент в конец, а затем может последова-тельно просматриваться от начала до конца. Рассмотренные ранее средства работы с файлами обеспечивают после-довательный доступ. TURBO PASCAL позволяет применять к компонентным и бестиповым фай-лам, записанным на диск, способ прямого доступа. Прямой доступ озна-чает возможность заранее определить в файле блок, к которому будетприменена операция ввода - вывода. В случае бестиповых файлов блокравен размеру буфера, для компонентных файлов блок - это одна компо-нента файла. Прямой доступ предполагает, что файл представляет собой линейнуюпоследовательность блоков. Если файл содержит n блоков, то они нуме-руются от 1 через 1 до n. Кроме того, вводится понятие условной гра-ницы между блоками, при этом условная граница с номером 0 расположенаперед блоком с номером 1, граница с номером 1 расположена перед бло-ком с номером 2 и, наконец, условная граница с номером n находитсяпосле блока с номером n. Реализация прямого доступа осуществляется с помощью функций и про-цедур FileSize, FilePos, Seek и Truncate. Функция FileSize(var f): Longint возвращает количество блоков воткрытом файле f. Функция FilePos(var f): Longint возвращает текущую позицию вфайле f. Позиция в файле - это номер условной границы. Для только чтооткрытого файла текущей позицией будет граница с номером 0. Это зна-чит, что можно записать или прочесть блок с номером 1. После чтенияили записи первого блока текущая позиция переместится на границу сномером 1, и можно будет обращаться к ьлоку с номером 2. После проч-тения последней записи значение FilePos равно значению FileSize. Процедура Seek(var f; N: Longint) обеспечивает назначение текущейпозиции в файле (позиционирование). В параметре N должен быть заданномер условной границы, предшествующей блоку, к которому будет произ-водиться последующее обращение. Например, чтобы работать с блоком 4,необходимо задать значение N, равное 3. Процедура Seek работает с от-крытыми файлами. Процедура Truncate(var f) устанавливает в текущей позиции приз-нак конца файла и удаляет (стирает) все последующие блоки. Пример. Пусть на НМД имеется текстовый файл ID.DAT, который содер-жит числовые значения действительного типа по два числа в каждойстроке - значения аргумента и функции соответственно. Количество парчисел не более 200. Составить программу, которая читает файл, значе-ния аргумента и функции записывает в одномерные массивы, подсчитываетих количество, выводит на экран дисплея и записывает в файл компо-нентного типа RD.DAT. Program F; var rArg, rF: Array[1..200] of Real; inf: Text; outf: File of Real; n, l: Integer; begin Assign(inf,'ID.DAT'); Assign(outf,'RD.DAT'); Reset(inf); Rewrite(outf); n:=0; while not EOF(inf) do begin n:=n+1; ReadLn(inf,rArg[n],rF[n]) end; for l:=1 to n do begin WriteLn(l:2,rArg[l]:8:2,rF[l]:8:2); Write(outf,rArg[l], rF[l]); end; close(outf) end. 35. У К А З А Т Е Л И. Операционная система MS - DOS все адресуемое пространство делит насегменты. Сегмент - это участок памяти размером 64 К байт. Для зада-ния адреса необходимо определить адрес начала сегмента и смещение от-носительно начала сегмента. В TURBO PASCAL определен адресный тип Pointer - указатель. Пере-менные типа Pointer var p: Pointer; содержат адрес какого - либо элемента программы и занимают 4 байта,при этом адрес хранится как два слова, одно из них определяет сег-мент, второе - смещение. Переменную типа указатель можно описать другим способом. type NameType= ^T; var p: NameType; Здесь p - переменная типа указатель, связанная с типом Т с помощьюимени типа NameType. Описать переменную типа указатель можно непос-редственно в разделе описания переменных: var p: ^T; Необходимо различать переменную типа указатель и переменную, накоторую этот указатель ссылается. Например если p - ссылка на пере-менную типа Т, то p^ - обозначение этой самой переменной. Для переменных типа указатель введено стандартное значение NIL,которое означает, что указатель не ссылается ни к какому объекту.Константа NIL используется для любых указателей. Над указателями не определено никаких операций, кроме проверки наравенство и неравенство. Переменные типа указатель могут быть записаны в левой части опера-тора присваивания, при этом в правой части может находиться либофункция определения адреса Addr(X), либо выражение @ X, где @ - унар-ная операция взятия адреса, X - имя переменной любого типа, в томчисле процедурного. Переменные типа указатель не могут быть элементами списка ввода -вывода.

Лекции по программированию на Паскале. Часть 4

Поиск по сайту