му паскаль и делфи. Методические рекомендации для студентов по выполнению практических работ для специальности 09. 02. 03 Программирование в компьютерных системах
 Скачать 2.13 Mb.
|
|
2 ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ В работе требуется внимательно рассмотреть и разобрать построчно приведенные примеры. 3 ФОРМА ОТЧЕТА В работе отчет должен содержать краткое изложение теории, ответы на вопросы. 4 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ Какой механизм работы предусмотрен для внешних подпрограмм (приведите примеры) Какая директива подключает внешние функции и процедуры? Кратко опишите конструкцию модуля и дайте характеристику каждому разделу. Составьте алгоритм действий по созданию модулей. Создайте полную программу для нахождения суммы дробей (дана в теоретической части) Какие особенности необходимо учитывать при объявлении идентификаторов в программе, использующей модуль? Практическая работа № 3 Файловый тип Цель работы: ознакомиться с файловым типом языка. Рассмотреть принципы работы с файлами. 1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ Работа с файлами На практике часто приходится обрабатывать большие объемы информации. В этом случае ввод исходных данных с клавиатуры не подходит. Поэтому необходимо для ввода и вывода информации использовать внешние источники данных, которыми являются файлы. В большинстве языков программирования, в том числе и в Pascal, предусмотрены инструменты для сохранения информации на внешних носителях (кстати, жесткий диск также относится к внешнему запоминающему устройству), а также ее извлечению (чтению) оттуда. В языке программирования Паскаль для работы с данными, хранящимися в файлах, должны быть определены переменные файлового типа, через которые далее обеспечивается связь между файлом на диске и программой. Типизированный файл в Паскале интерпретируется как последовательность (список) значений определенного (одного и того же) базового типа. Например, если в файле на диске хранится список вещественных чисел, то переменная в языке Pascal, через которую можно получить к ним доступ, может быть описана так: f: file of real; Файловый тип определяется служебными словами file of, далее идет указание базового типа, который может быть любым, кроме файлового. Тут следует понимать такую особенность. В файле могут храниться числа, но в pascal-программе они могут быть интерпретированы как символы или строки. Все зависит от выбранного базового типа при определении файловой переменной. Возможны разные ситуации. При определении переменной файлового типа также в программе появляется скрытый (неявный) текущий указатель файла. Его назначение – указывать на конкретный элемент файла (обеспечивать доступ к нему). В языке программирования Паскаль все действия с файлом (чтение, запись) производятся поэлементно. Действия совершаются именно над тем элементом файла, на который указывает текущий указатель файла. После того как действие будет завершено, указатель перемещается к следующему элементу. Все элементы файла пронумерованы, начиная с нуля. Операции с файловыми переменными включают: установочные и завершающие операции; ввод и вывод; перемещение по файлу; специальные операции. Создание файла и запись данных в него var f: file of char; c: char; i, n: byte; begin assign (f, 'c:\file.txt'); rewrite (f); write ('Количество символов: '); readln (n); for i:=1 to n do begin write ('Введите символ: '); readln (c); write (f, c); end; close (f); end. Процедура assign обеспечивает связь файловой переменной программы с реальным файлом на диске. Первым аргументом указывается переменная, вторым – адресное имя файла. Процедура rewrite открывает файл в режиме записи, т.е. мы можем вводить данные в файл с помощью процедуры вывода из программы write. Если указанный файл отсутствует на диске, то он будет создан. Если файл существует и содержит данные, то все они будут удалены и заменены в дальнейшем новыми (перезаписаны). Запись данных в файл – результат выполнения процедуры write (f, c), где f – файловая переменная, а с – выводимый из программы, но вводимый в файл символ. В конце требуется закрыть файл и «освободить» переменную f. Это делается с помощью процедуры close. Чтение данных из файла var f: file of char; c: char; begin assign (f, 'c:\file.txt'); reset (f); while not eof (f) do begin read (f, c); writeln (c); end; close (f); readln end. Процедура reset открывает файл для чтения. Т.е. мы можем в дальнейшем в программе извлекать данные из файла с помощью процедуры read. Данные извлекаются «порциями» базового типа. В данном примере – это char (символы). Чтение данных из файла продолжается до тех пор, пока не будет достигнут конец файла. Функция eof проверяет достигнут ли конец файла, переданного ей в качестве аргумента и, если достигнут, возвращает true. Выражение not eof (f) проверяет обратное – то, что конец файла еще не достигнут. Функция IOResult var f: file of char; c: char; r: integer; begin assign (f, 'c:\file1.txt'); {$I-} reset (f); {$I+} r := ioresult; if r <> 0 then writeln ('Такого файла нет') else while not eof (f) do begin read (f, c); writeln (c); end; close (f); readln end. Файл, из которого мы собираемся ввести данные в программу, может отсутствовать или быть недоступным. В этом случае, при запуске программы на выполнение происходит аварийный выход из нее. Чтобы избежать преждевременного выхода из программы, можно отключить автоматический контроль ошибок ({$I-}) и воспользоваться функцией IOResult. Функция IOResult возвращает ноль лишь в том случае, если файл существует. Редактирование файла var f: file of char; c: char; n: integer; begin assign (f, 'c:\file.txt'); reset (f); write ('Номер элемента: '); readln (n); seek (f, n); write ('Новый символ: '); readln (c); write (f, c); close (f); readln end. В языке программирования Pascal для редактирования файлов предназначена процедура seek. В качестве аргументов она принимает файловую переменную и номер заменяемого элемента. В это место помещается текущий указатель файла. Далее с помощью write производится запись в файл. Предварительно файл необходимо открыть для чтения (reset). Текстовые файлы Текстовые файлы состоят из символьных строк переменной длины. Каждая строка завершается специальной комбинацией, называемой «конец строки». Комбинация «конец строки» состоит из двух символов: «перевод каретки» (ASCII-код #13) и «перевод строки» (#10). Завершается текстовый файл символом «конец файла» (#26). Описание текстового файла осуществляется объявлением переменной типа Text: var файловая_переменная: Text; Чтение из текстового файла осуществляется операторами Read и ReadLn. Чтобы прочитать данные из файла, в качестве первого параметра указывают имя файловой переменной, а далее через запятую перечисляются переменные, в которые осуществляется чтение данных из файла. В текстовом файле данные хранятся в строковом виде. Однако, если элемент данных может быть преобразован в число, это преобразование осуществляется автоматически при вводе в числовые переменные. Элементы числовых данных в строках текстового файла разделяются пробелами или символами табуляции. Если строка файла закончилась, а состоящий из числовых или символьных переменных список ввода в операторе Read не исчерпался, то ввод продолжается со следующей строки. При вводе данных из текстового файла в символьные переменные элементы данных не разделяются. Если в списке данных после числовой переменной идет строковая, то пробел, который следует после числового значения в файле, считывается в строку (это же справедливо и при считывании в символьную переменную). Отличие операторов Read и ReadLn при чтении из текстовых файлов состоит в том, что оператор ReadLn, поместив значение в последнюю переменную списка ввода, переходит на начало следующей строки, не считывая оставшиеся в строке данные. С другой стоны, оператор Read остается готовым считывать данные со следующей позиции текущей строки. Так, предположим, что в текстовом файле f имеются две строки: В этом случае два оператора Read(f,m); Read(f,n); поместят в целочисленные переменные m и n соответственно значений 1 и -2, а два оператора ReadLn(f,m); ReadLn(f,n); считают значения 1 и 4. Особенностью текстовых файлов является то, что они являются файлами последовательного доступа: нельзя прочитать какой-либо элемент текстового файла, не прочитав все предшествующие элементы. Аналогично нельзя записывать информацию в текстовый файл произвольным образом, писать в него можно только последовательно. Типизированные файлы Более характерным для Pascal являются типизированные файлы, или файлы произвольного доступа. Основным свойством этих файлов является то, что их структура данных представляет собой последовательность компонентов одного типа. Описывают подобный файл словосочетанием file of с последующим указанием типа компонентов файла, число которых (длина файла) не фиксируется: var имя_файла: file of тип_компонентов Поскольку известен тип элементов файла, а, следовательно, и объем памяти, отводимой под каждый из них, можно рассчитать позицию каждого из элементов внутри файла. Это позволяет организовать непосредственный доступ к любому элементу типизированного файла. Так, например, рассмотрим описание: var FileInt: file of Integer В этом описании указано, что элементами файла являются данные типа Integer, занимающие 2 байта (или 4?). При этом отпадает необходимость в специальном разделении элементов файла, как это делалось в текстовых файлах. Также возможен произвольный доступ к элементам данных (этим типизированный файл несколько напоминает одномерный массив). Чтобы можно было работать с типизированным файлом, необходимо, как и для текстовых файлов, сначала связать имя файловой переменной с внешним именем файла (оператор Assign). Затем нужно открыть его (используются операторы Reset и Rewrite, но не Append). Операторы Reset и Rewrite открывают файл и для чтения, и для записи (а не только для чтения или только для записи, как при использовании текстовых файлов). Отличие их в том, что оператор Reset открывает только существующий файл (если такого файла нет, будет сгенерирована ошибка времени выполнения). С другой стороны, оператор Rewrite создает новый файл (если файл с таким именем уже имеется, то он будет уничтожен и создан заново). При открытии файла с ним связывается текущий указатель файла, который позиционируется на его первый элемент. Оперировать можно только тем элементом файла, на который ссылается указатель файла. При чтении или записи элемента файла происходит автоматическое перемещение указателя на следующий элемент. Чтение из типизированного файла производится оператором Read (но не ReadLn), а запись в него — оператором Write (но не WriteLn). Однако следует помнить, что в списке вывода оператора Write могут быть только переменные. Типы элементов файла и типы переменных в списках ввода-вывода должны быть согласуемы по присваиванию. Элементами типизированных файлов могут быть числовые, символьные, булевы, строковые значения, массивы, записи, но не файлы или структуры с файловыми элементами. Узнать количество элементов типизированного файла (размер файла) можно с помощью функции FileSize, для которой используется следующий синтаксис: FileSize(имя_файла) Например, если переменная k имеет тип LongInt, а f – файловая переменная типизированного файла, то оператор k := FileSize(f), записывает в переменную k размер файла f. Элементы типизированного файла нумеруются с нуля (порядковый номер последнего элемента файла на единицу меньше размера файла). Чтобы узнать, на каком элементе располагается указатель файла, используют функцию FilePos: FilePos(имя_файла) Текущим положением указателя можно управлять, для чего служит процедура Seek, которая использует следующий синтаксис: Seek(имя_файла, номер_элемента) Второй параметр (тип LongInt) задает номер элемента (отсчет от 0), на который должен переместиться указатель файла. Рассмотрим несколько примеров. Перейти к пятому (фактически шестому) элементу файла f: Seek(f, 5); Перейти к предыдущему элементу: Seek(f, FilePos(f)-1); Перейти в конец файла: Seek(f, FilePos(f)-1); Как и для текстовых файлов, можно использовать функцию Eof(имя_файла), которая возвращает значение True, если текущий указатель расположен на признаке конца файла (т. е. при выполнении равенства FilePos(имя_файла) = FileSize(имя_файла)). Процедура Seek и функция FilePos и FileSize позволяют легко осуществлять коррекцию элементов типизированного файла, имя которого указано в качестве е параметра, начиная с элемента, на котором расположен указатель. Однако уничтожить элемент внутри файла нельзя, для этого файл должен быть перезаписан. Текстовые файлы могут быть созданы текстовым редактором. Однако типизированные файлы создаются в результате работы какой-либо программы. Нетипизированные файлы В Pascal, кроме рассмотренных, существуют также нетипизированные файлы. Они совместимы со всеми типами файлов и используются тогда, когда тип элементов файла не важен (например, при копировании). Такие файлы описываются следующим образом: var имя_файла: file; Например, возможно такое описание: var FileOneType: file; Файл без типа представляется как последовательность элементов произвольного типа, но оговоренного размера. Это значит, что в файл можно записать значение любой переменной, имеющей заданный размер, а при чтении из такого файла допускается произвольная интерпретация содержимого очередного элемента. Открываются файлы без типа теми же операторами Reset и Rewrite, но в этом случае имеется второй параметр — размер записи (элемента файла), заданный в байтах. Предварительно нужно с помощью оператора Assign связать внутреннее имя файла с внешним: Assign(FileOneType, 'f.dat'); Reset(fileOneType, 1); Второй параметр операторов Reset и Rewrite может быть опущен, что означает задание размера записи в 128 байт. Наибольшая скорость обмена данными обеспечивается при длине записи, кратной 512 байт (размеру сектора на диске). Следует помнить, что если общий размер файла не кратен выбранном размеру записи, то последняя запись окажется неполной, и файл может быть прочитан не до конца. Этого не будет, если задать размер записи равным одному байту. Обмен данными при работе с нетипизированными файлами осуществляется с участием рабочего буфера. В качестве которого используется объявленная в программе переменная. Ее размер должен быть достаточным для размещения данных, которые читаются (записываются) за один сеанс чтения (записи). Перед чтением нетипизированный файл должен быть открыт с помощью процедуры Reset, а само чтение осуществляется процедурой BlockRead. BlockRead(имя_файла, переменная_буфер, количество_записей) Третий параметр — это количество записей, читаемых за один раз (тип Word). При выполнении процедуры BlockRead данные помещаются в оперативную память, начиная с первого байта переменной, указанной в качестве второго параметра процедуры BlockRead. Поэтому переменная_буфер должна иметь размер, равный произведению, количества читаемых за один раз записей (третий параметр) и размера записи, заданного в процедуре Reset. В процедуре BlockRead возможно задание четвертого параметра (тип Word), в который помещается число фактически прочитанных записей. Запись данных в нетипизированный файл производится только после его открытия с помощью процедуры Rewrite. Для записи данных используется процедура BlockWrite, которая имеет те же три (или четыре) параметра, что и BlockRead. При этом в переменную_буфер нужно предварительно поместить записи. Количество этих записей должно совпадать со значением третьего параметра процедуры BlockWrite, а размер — со вторым параметром процедуры Rewrite. В четвертом параметре процедуры BlockWrite (если он имеется) возвращается количество фактически помещенных в фал записей. Если на диске нет свободного места, то после выполнения процедуры BlockWrite значения третьего и четвертого параметров будут отличаться. Если при чтении с диска окажется, что размер буфера будет меньше указанного выше или при записи на диск недостаточно свободного места, то при отсутствии четвертого параметра в процедурах BlockRead и BlockWrite будет зафиксирована ошибка. При наличии четвертого параметра ошибка не будет сгенерирована. |