качестве своего значения она возвращает число правильно сов-
падающих и присвоенных элементов ввода. Это число может быть
использовано для определения количества найденных элементов
ввода. при выходе на конец файла возвращается EOF; подчерк-
нем, что это значение отлично от 0, что следующий вводимый
символ не удовлетворяет первой спецификации в управляющей
строке. При следующем обращении к SCANF поиск возобновляется
непосредственно за последним введенным символом.
Заключительное предостережение: аргументы функции SCANF
должны быть указателями. Несомненно наиболее распространен-
ная ошибка состоит в написании
SCANF("%D", N);
вместо
SCANF("%D", &N);
7.5. Форматное преобразование в памяти
От функции SCANF и PRINTF происходят функции SSCANF и
SPRINTF, которые осуществляют аналогичные преобразования, но
оперируют со строкой, а не с файлом. Обращения к этим функ-
циям имеют вид:
SPRINTF(STRING, CONTROL, ARG1, ARG2, ...)
SSCANF(STRING, CONTROL, ARG1, ARG2, ...)
Как и раньше , функция SPRINTF преобразует свои аргументы
ARG1, ARG2 и т.д. В соответствии с форматом, указанным в
CONTROL, но помещает результаты в STRING, а не в стандартный
вывод. KОнечно, строка STRING должна быть достаточно велика,
чтобы принять результат. Например, если NAME - это символь-
ный массив, а N - целое, то
SPRINTF(NAME, "TEMP%D", N);
создает в NAME строку вида TEMPNNN, где NNN - значение N.
Функция SSCANF выполняет обратные преобразования - она
просматривает строку STRING в соответствии с форматом в ар-
гументе CONTROL и помещает результирующие значения в аргу-
менты ARG1, ARG2 и т.д.эти аргументы должны быть указателя-
ми. В результате обращения
SSCANF(NAME, "TEMP%D", &N);
переменная N получает значение строки цифр, следующих за
TEMP в NAME.
Упражнение 7-2
--------------
Перепишите настольный калькулятор из главы 4, используя
для ввода и преобразования чисел SCANF и/или SSCANF.
7.6. Доступ к файлам
Все до сих пор написанные программы читали из стандарт-
ного ввода и писали в стандартный вывод, относительно кото-
рых мы предполагали, что они магическим образом предоставле-
ны программе местной операционной системой.
Следующим шагом в вопросе ввода-вывода является написа-
ние программы, работающей с файлом, который не связан зара-
нее с программой. одной из программ, которая явно демонстри-
рует потребность в таких операциях, является CAT, которая
объединяет набор из нескольких именованных файлов в стандар-
тный вывод. Программа CAT используется для вывода файлов на
терминал и в качестве универсального сборщика ввода для
программ, которые не имеют возможности обращаться к файлам
по имени. Например, команда
CAT X.C.Y.C
печатает содержимое файлов X.C и Y.C в стандартный вывод.
Вопрос состоит в том, как организовать чтение из имено-
ванных файлов, т.е., как связать внешние имена, которыми
мыслит пользователь, с фактически читающими данные операто-
рами.
Эти правила просты. Прежде чем можно считывать из неко-
торого файла или записывать в него, этот файл должен быть
открыт с помощью функции FOPEN из стандартной библиотеки.
функция FOPEN берет внешнее имя (подобное X.C или Y.C), про-
водит некоторые обслуживающие действия и переговоры с опера-
ционной системой (детали которых не должны нас касаться) и
возвращает внутреннее имя, которое должно использоваться при
последующих чтениях из файла или записях в него.
Это внутреннее имя, называемое "указателем файла", фак-
тически является указателем структуры, которая содержит ин-
формацию о файле, такую как место размещения буфера, текущая
позиция символа в буфере, происходит ли чтение из файла или
запись в него и тому подобное. Пользователи не обязаны знать
эти детали, потому что среди определений для стандартного
ввода-вывода, получаемых из файла STDIO.H, содержится опре-
деление структуры с именем FILE. Единственное необходимое
для указателя файла описание демонстрируется примером:
FILE *FOPEN(), *FP;
Здесь говорится, что FP является указателем на FILE и
FOPEN возвращает указатель на FILE. Oбратите внимание, что
FILE является именем типа, подобным INT, а не ярлыку струк-
туры; это реализовано как TYPEDEF. (Подробности того, как
все это работает на системе UNIX, приведены в главе 8).
Фактическое обращение к функции FOPEN в программе имеет
вид:
FP=FOPEN(NAME,MODE);
Первым аргументом функции FOPEN является "имя" файла, кото-
рое задается в виде символьной строки. Второй аргумент MODE
("режим") также является символьной строкой, которая указы-
вает, как этот файл будет использоваться. Допустимыми режи-
мами являются: чтение ("R"), запись ("W") и добавление
("A").
Если вы откроете файл, который еще не сущетвует, для за-
писи или добавления, то такой файл будет создан (если это
возможно). Открытие существующего файла на запись приводит к
отбрасыванию его старого содержимого. Попытка чтения несу-
ществующего файла является ощибкой. Ошибки могут быть обус-
ловлены и другими причинами (например, попыткой чтения из
файла, не имея на то разрешения). При наличии какой-либо
ошибки функция возвращает нулевое значение указателя NULL
(которое для удобства также определяется в файле STDIO.H).
Другой необходимой вещью является способ чтения или за-
писи, если файл уже открыт. Здесь имеется несколько возмож-
ностей, из которых GETC и PUTC являются простейшими.функция
GETC возвращает следующий символ из файла; ей необходим ука-
затель файла, чтобы знать, из какого файла читать. Таким об-
разом,
C=GETC(FP)
помещает в "C" следующий символ из файла, указанного посред-
ством FP, и EOF, если достигнут конец файла.
Функция PUTC, являющаяся обращением к функции GETC,
PUTC(C,FP)
помещает символ "C" в файл FP и возвращает "C". Подобно фун-
кциям GETCHAR и PUTCHAR, GETC и PUTC могут быть макросами, а
не функциями.
При запуске программы автоматически открываются три фай-
ла, которые снабжены определенными указателями файлов. Этими
файлами являются стандартный ввод, стандартный вывод и стан-
дартный вывод ошибок; соответствующие указатели файлов назы-
ваются STDIN, STDOUT и STDERR. Обычно все эти указатели свя-
заны с терминалом, но STDIN и STDOUT могут быть перенаправ-
лены на файлы или в поток (PIPE), как описывалось в разделе
7.2.
Функции GETCHAR и PUTCHAR могут быть определены в терми-
налах GETC, PUTC, STDIN и STDOUT следующим образом:
#DEFINE GETCHAR() GETC(STDIN) #DEFINE PUTCHAR(C) PUTC(C,
STDOUT)
При работе с файлами для форматного ввода и вывода можно ис-
пользовать функции FSCANF и FPRINTF. Они идентичны функциям
SCANF и PRINTF, за исключением того, что первым аргументом
является указатель файла, определяющий тот файл, который бу-
дет читаться или куда будет вестись запись; управляющая
строка будет вторым аргументом.
Покончив с предварительными замечаниями, мы теперь в
состоянии написать программу CAT для конкатенации файлов.
Используемая здесь основная схема оказывается удобной во
многих программах: если имеются аргументы в командной стро-
ке, то они обрабатываются последовательно. Если такие аргу-
менты отсутствуют, то обрабатывается стандартный ввод. Это
позволяет использовать программу как самостоятельно, так и
как часть большей задачи.
#INCLUDE
MAIN(ARGC, ARGV) /*CAT: CONCATENATE FILES*/
INT ARGC;
CHAR *ARGV[];
\(
FILE *FP, *FOPEN();
IF(ARGC==1) /*NO ARGS; COPY STANDARD INPUT*/
FILECOPY(STDIN);
ELSE
WHILE (--ARGC > 0)
IF ((FP=FOPEN(*++ARGV,"R"))==NULL) \(
PRINTF("CAT:CAN'T OPEN %\N",*ARGV);
BREAK;
\) ELSE \(
FILECOPY(FP);
FCLOSE(FP);
\)
\)
FILECOPY(FP) /*COPY FILE FP TO STANDARD OUTPUT*/
FILE *FP;
\(
INT C;
WHILE ((C=GETC(FP)) !=EOF)
PUTC(C, STDOUT);
\)
Указатели файлов STDIN и STDOUT заранее определены в библио-
теке ввода-вывода как стандартный ввод и стандартный вывод;
они могут быть использованы в любом месте, где можно исполь-
зовать объект типа FILE*.они однако являются константами, а
не переменными, так что не пытайтесь им что-либо присваи-
вать.
Функция FCLOSE является обратной по отношению к FOPEN;
она разрывает связь между указателем файла и внешним именем,
установленную функцией FOPEN, и высвобождает указатель файла
для другого файла.большинство операционных систем имеют не-
которые ограничения на число одновременно открытых файлов,
которыми может распоряжаться программа. Поэтому, то как мы
поступили в CAT, освободив не нужные нам более объекты, яв-
ляется хорошей идеей. Имеется и другая причина для примене-
ния функции FCLOSE к выходному файлу - она вызывает выдачу
информации из буфера, в котором PUTC собирает вывод. (При
нормальном завершении работы программы функция FCLOSE вызы-
вается автоматически для каждого открытого файла).
7.7. Обработка ошибок - STDERR и EXIT
Обработка ошибок в CAT неидеальна. Неудобство заключает-
ся в том, что если один из файлов по некоторой причине ока-
зывается недоступным, диагностическое сообщение об этом пе-
чатается в конце объединенного вывода. Это приемлемо, если
вывод поступает на терминал, но не годится, если вывод пос-
тупает в некоторый файл или через поточный (PIPELINE) меха-
низм в другую программу.
Чтобы лучше обрабатывать такую ситуацию, к программе
точно таким же образом, как STDIN и STDOUT, присоединяется
второй выходной файл, называемый STDERR. Если это вообще
возможно, вывод, записанный в файле STDERR, появляется на
терминале пользователя, даже если стандартный вывод направ-
ляется в другое место.
Давайте переделаем программу CAT таким образом, чтобы
сообщения об ошибках писались в стандартный файл ошибок.
"INCLUDE
MAIN(ARGC,ARGV) /*CAT: CONCATENATE FILES*/
INT ARGC;
CHAR *ARGV[];
\(
FILE *FP, *FOPEN();
IF(ARGC==1) /*NO ARGS; COPY STANDARD INPUT*/
FILECOPY(STDIN);
ELSE
WHILE (--ARGC > 0)
IF((FP=FOPEN(*++ARGV,"R#))==NULL) \(
PRINTF(STDERR,
"CAT: CAN'T OPEN,%S\N", ARGV);
EXIT(1);
\) ELSE \(
FILECOPY(FP);
\)
EXIT(0);
\)
Программа сообщает об ошибках двумя способами. Диагностичес-
кое сообщение, выдаваемое функцией FPRINTF, поступает в
STDERR и, таким образом, оказывается на терминале пользова-
теля, а не исчезает в потоке (PIPELINE) или в выходном фай-
ле.
Программа также использует функцию EXIT из стандартной
библиотеки, обращение к которой вызывает завершение выполне-
ния программы. Аргумент функции EXIT доступен любой програм-
ме, обращающейся к данной функции, так что успешное или неу-
дачное завершение данной программы может быть проверено дру-
гой программой, использующей эту в качестве подзадачи. По
соглашению величина 0 в качетсве возвращаемого значения сви-
детельствует о том, что все в порядке, а различные ненулевые
значения являются признаками нормальных ситуаций.
Функция EXIT вызывает функцию FCLOSE для каждого откры-
того выходного файла, с тем чтобы вывести всю помещенную в
буферы выходную информацию, а затем вызывает функцию _EXIT.
Функция _EXIT приводит к немедленному завершению без очистки
каких-либо буферов; конечно, при желании к этой функции мож-
но обратиться непосредственно.
7.8. Ввод и вывод строк
Стандартная библиотека содержит функцию FGETS, совершен-
но аналогичную функции GETLINE, которую мы использовали на
всем протяжении книги. В результате обращения
FGETS(LINE, MAXLINE, FP)
следующая строка ввода (включая символ новой строки) считы-
вается из файла FP в символьный массив LINE; самое большое
MAXLINE_1 символ будет прочитан. Результирующая строка за-
канчивается символом \ 0. Нормально функция FGETS возвращает
LINE; в конце файла она возвращает NULL. (Наша функция
GETLINE возвращает длину строки, а при выходе на конец файла
