Bài giảng Lập trình cơ bản - Bài 11: Làm việc với tệp

Nội dung text: Bài giảng Lập trình cơ bản - Bài 11: Làm việc với tệp

1. KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BỘ MÔN CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM Bài 11: Làm việc với tệp Bài giảng LẬP TRÌNH CƠ BẢN
2. Tài liệu tham khảo  Kỹ thuật lập trình C: cơ sở và nâng cao, Phạm Văn Ất, Nhà xuất bản KHKT – Chương 10.  The C programming language 2nd Edition, Brian Kernighan and Dennis Ritchie, Prentice Hall Software Series – Chương 7. 2 Làm việc với tệp
3. Mục tiêu ▪ Giải thích streams và file ▪ Thảo luận về các streams văn bản và streams nhị phân ▪ Giải thích các hàm xử lý tập tin ▪ Giải thích về con trỏ tập tin ▪ Thảo luận về con trỏ hiện hành ▪ Giải thích về các đối số dòng lệnh 3 Làm việc với tệp
4. Nhập/Xuất Tập Tin ▪ Tất cả các thao tác nhập/xuất trong C đều được thực hiện bằng các hàm trong thư viện chuẩn ▪ Tiếp cận này làm cho hệ thống tập tin của C rất mạnh và uyển chuyển ▪ Nhập/xuất trong C có thể theo 2 cách: dữ liệu có thể truyền ở dạng biễu diễn nhị phân bên trong của nó hay ở dạng văn bản mà con người có thể đọc được 4 Làm việc với tệp
5. Streams ▪ Hệ thống tập tin của C làm việc với rất nhiều thiết bị khác nhau bao gồm máy in, ổ đĩa, ổ băng từ và các thiết bị đầu cuối ▪ Mặc dù tất cả các thiết bị đều khác nhau, hệ thống tập tin có vùng đệm sẽ chuyển mỗi thiết bị về một thiết bị logic gọi là một stream ▪ Vì mọi streams đều hoạt động tương tự, nên việc quản lý các thiết bị khác nhau rất dễ dàng ▪ Có hai loại streams – stream văn bản và stream nhị phân 5 Làm việc với tệp
6. Streams Văn Bản ▪ Một streams văn bản là một chuỗi các ký tự có thể được tổ chức thành các dòng kết thúc bằng một ký tự sang dòng mới ▪ Trong một stream văn bản, có thể xảy ra một vài sự chuyển đổi ký tự khi môi trường yêu cầu ▪ Vì vậy, mối quan hệ giữa các ký tự được ghi (hay đọc) và những ký tự ở thiết bị ngoại vi có thể không phải là mối quan hệ một-một ▪ Và cũng vì sự chuyển đổi có thể xảy ra này, số lượng ký tự được ghi (hay đọc) có thể không giống như số lượng ký tự ở thiết bị ngoại vi 6 Làm việc với tệp
7. Streams Nhị Phân ▪ Một streams nhị phân là một chuỗi các byte với sự tương ứng một-một với thiết bị ngoại vi, nghĩa là, không có sự chuyển đổi ký tự. ▪ Số lượng byte đọc (hay ghi) cũng sẽ giống như số lượng byte ở thiết bị ngoại vi ▪ Các stream nhị phân là các chuỗi byte thuần túy, mà không có bất kỳ ký hiệu nào dùng để chỉ ra điểm kết thúc của tập tin hay kết thúc của mẫu tin ▪ Kết thúc của tập tin được xác định bằng kích thước của tập tin 7 Làm việc với tệp
8. Tập Tin ▪ Một tập tin có thể tham chiếu đến bất cứ thứ gì từ một tập tin trên đĩa đến một thiết bị đầu cuối hay một máy in ▪ Một tập tin kết hợp với một stream bằng cách thực hiện thao tác mở và ngưng kết hợp bằng thao tác đóng ▪ Khi một chương trình kết thúc bình thường, tất cả các tập tin đều tự động đóng ▪ Khi một chương trình kết thúc bất thường, các tập tin vẫn còn mở 8 Làm việc với tệp
9. Các Hàm Cơ Bản Về Tập Tin Tên Chức năng fopen() Mở một tập tin fclose() Đóng một tập tin fputc() Ghi một ký tự vào một tập tin fgetc() Đọc một ký tự từ một tập tin fread() Đọc từ một tập tin vào một vùng đệm fwrite() Ghi từ một vùng đệm vào tập tin fseek() tìm một vị trí nào đó trong tập tin fprintf() Hoạt động giống như printf(), nhưng trên một tập tin fscanf() Hoạt động giống như scanf(), nhưng trên một tập tin feof() Trả về true nếu đã đến cuối tập tin ferror() Trả về true nếu xảy ra một lỗi rewind() Đặt lại con trỏ định vị trí bên trong tập tin về đầu tập tin remove() Xóa một tập tin fflush() Ghi dữ liệu từ một vùng đệm bên trong vào một tập tin xác định 9 Làm việc với tệp
10. Con Trỏ Tập Tin ▪ Một con trỏ tập tin phải cần cho việc đọc và ghi các tập tin ▪ Nó là một con trỏ đến một cấu trúc chứa thông tin về tập tin. Thông tin bao gồm tên tập tin, vị trí hiện tại của tập tin, liệu tập tin có đang được đọc hay ghi, và liệu có bất kỳ lỗi nào xuất hiện hay đã đến cuối tập tin ▪ Định nghĩa lấy từ studio.h bao gồm một khai báo cấu trúc tên FILE ▪ Câu lệnh khai báo duy nhất cần thiết cho một con trỏ tập tin là: FILE *fp 10 Làm việc với tệp
11. Mở Một Tập Tin Văn Bản ▪ Hàm fopen() mở một stream để sử dụng và liên kết một tập tin với stream đó ▪ Hàm fopen() trả về con trỏ kết hợp với tập tin ▪ Nguyên mẫu của hàm fopen() là: FILE *fopen(const char *filename, const char *mode); Chế độ Ý nghĩa R Mở một tập tin văn bản để đọc w Tạo một tập tin văn bản để ghi a Nối vào một tập tin văn bản r+ Mở một tập tin văn bản để đọc/ghi w+ Tạo một tập tin văn bản để đọc/ghi a+f Nối hoặc tạo một tập tin văn bản để đọc/ghi 11 Làm việc với tệp
12. Đóng Một Tập Tin Văn Bản ▪ Việc đóng một tập tin sau khi sử dụng là một điều quan trọng ▪ Thao tác này sẽ giải phóng tài nguyên và làm giảm nguy cơ vượt quá giới hạn số tập tin có thể mở. ▪ Đóng một stream sẽ làm sạch và chép vùng đệm kết hợp của nó ra ngoài, một thao tác quan trọng để tránh mất dữ liệu khi ghi ra đĩa ▪ Hàm fclose() đóng một stream đã được mở bằng hàm fopen() ▪ Nguyên mẫu của hàm fclose() là : int fclose(FILE *fp); ▪ Hàm fcloseall() đóng tất cả các streams đang mở 12 Làm việc với tệp
13. Ghi Một Ký Tự – Tập Tin Văn Bản ▪ Streams có thể được ghi vào tập tin theo cách từng ký tự một hoặc theo từng chuỗi ▪ Hàm fputc() được sử dụng để ghi các ký tự vào tập tin đã được mở trước đó bằng hàm fopen(). ▪ Nguyên mẫu của hàm này là: int fputc(int ch, FILE *fp); 13 Làm việc với tệp
14. Đọc Một Ký Tự – Tập Tin Văn Bản ▪ Hàm fgetc() được dùng để đọc các ký tự từ một tập tin đã được mở bằng hàm fopen() ở chế độ đọc ▪ Nguyên mẫu của hàm là: int fgetc(int ch, FILE *fp); ▪ Hàm fgetc() trả về ký tự kế tiếp của vị trí hiện hành trong stream input, và tăng con trỏ định vị trí bên trong tập tin lên 14 Làm việc với tệp
15. Nhập Xuất Chuỗi ▪ Các hàm fputs() and fgets() ghi vào và đọc ra các chuỗi ký tự từ tập tin trên đĩa ▪ Hàm fputs() viết toàn bộ chuỗi vào stream đã định ▪ Hàm fgets() đọc một chuỗi từ stream đã cho cho đến khi đọc được một ký tự sang dòng mới hoặc sau khi đã đọc được length-1 ký tự. ▪ Nguyên mẫu của các hàm này là: int fputs(const char *str, FILE *fp); char *fgets( char *str, int length, FILE *fp); 15 Làm việc với tệp
16. Mở Một Tập Tin Nhị Phân ▪ Hàm fopen() mở một stream để sử dụng và liên kết một tập tin với stream đó. ▪ Hàm fopen() trả về một con trỏ tập tin kết hợp với tập tin. ▪ Nguyên mẫu của hàm fopen() là: FILE *fopen(const char *filename,const char *mode); Chế độ Ý nghĩa rb Mở một tập tin nhị phân để đọc wb Tạo một tập tin nhị phân để ghi ab Nối vào một tập tin nhị phân r+b Mở một tập tin nhị phân để đọc/ghi w+b Tạo một tập tin nhị phân để đọc/ghi a+b Nối vào một tập tin nhị phân để đọc/ghi 16 Làm việc với tệp
17. Đóng Tập Tin Nhị Phân ▪ Hàm fclose() đóng một stream đã được mở bằng hàm fopen() ▪ Nguyên mẫu của hàm fclose() là: int fclose(FILE *fp); 17 Làm việc với tệp
18. Hàm fread() và fwrite() ▪ Hàm fread() và fwrite() là các hàm đọc hoặc ghi dữ liệu không định dạng. ▪ Chúng được dùng để đọc ra và viết vào tập tin toàn bộ khối dữ liệu. ▪ Hầu hết các chương trình ứng dụng hữu ích đều đọc và ghi các kiểu dữ liệu do người dùng định nghĩa, đặc biệt là các cấu trúc. ▪ Nguyên mẫu của các hàm này là: size_t fread(void *buffer, size_t num_bytes, size_t count, FILE *fp); size_t fwrite(const void *buffer, size_t num_bytes, size_t count, FILE *fp); 18 Làm việc với tệp
19. Sử Dụng feof() ▪Hàm feof() trả về true nếu đã đến cuối tập tin, nếu không nó trả về false (0). ▪Hàm này được dùng trong khi đọc dữ liệu nhị phân. ▪Nguyên mẫu là: int feof (FILE *fp); 19 Làm việc với tệp
20. Hàm rewind() ▪ Hàm rewind() đặt lại con trỏ định vị trí bên trong tập tin về đầu tập tin ▪ Nó lấy con trỏ tập tin làm đối số ▪ Cú pháp: rewind(fp ); 20 Làm việc với tệp
21. Hàm ferror() ▪ Hàm ferror() xác định liệu một thao tác trên tập tin có sinh ra lỗi hay không ▪ Vì mỗi thao tác đặt lại tình trạng lỗi, hàm ferror() phải được gọi ngay sau mỗi thao tác; nếu không, lỗi sẽ bị mất ▪ Nguyên mẫu của hàm là: int ferror(FILE *fp); 21 Làm việc với tệp
22. Xóa Tập Tin ▪ Hàm remove() xóa một tập tin đã cho ▪ Nguyên mẫu của hàm là: int remove(char *filename); 22 Làm việc với tệp
23. Làm Sạch các stream ▪ Hàm fflush() sẽ làm sạch vùng đệm và chép những gì có trong vùng đệm ra ngoài tùy theo kiểu tập tin ▪ Một tập tin được mở để đọc sẽ có vùng đệm nhập liệu trống, trong khi một tập tin được mở để ghi thì vùng đệm xuất của nó sẽ được ghi vào tập tin ▪ Nguyên mẫu của hàm là: int fflush(FILE *fp); ▪ Hàm fflush(), không có đối số, sẽ làm sạch tất cả các tập tin đang mở để xuất 23 Làm việc với tệp
24. Các Stream Chuẩn Mỗi khi một chương trình C bắt đầu thực thi dưới DOS, hệ điều hành sẽ tự động mở 5 stream đặc biệt: • Nhập chuẩn (stdin) • Xuất chuẩn (stdout) • Lỗi chuẩn (stderr) • Máy in chuẩn (stdprn) • Thiết bị phụ trợ chuẩn (stdaux) 24 Làm việc với tệp
25. Con Trỏ Kích Hoạt Hiện Hành ▪ Một con trỏ được duy trì trong cấu trúc FILE để lần theo vị trí nơi mà các thao tác nhập/xuất đang diễn ra ▪ Mỗi khi một ký tự được đọc từ hay ghi vào một stream, con trỏ kích hoạt hiện hành (gọi là curp) được tăng lên ▪ Vị trí hiện hành của con trỏ này có thể được tìm thấy bằng sự trợ giúp của hàm ftell(). ▪ Nguyên mẫu của hàm là: long int ftell(FILE *fp); 25 Làm việc với tệp
26. Đặt Lại Vị Trí Hiện Hành ▪ Hàm fseek() định lại vị trí của curp dời đi một số byte tính từ đầu, từ vị trí hiện hành hay từ cuối stream là tùy vào vị trí được qui định khi gọi hàm fseek() ▪ Nguyên mẫu của hàm là: int fseek (FILE *fp, long int offset, int origin); 26 Làm việc với tệp
27. Đặt Lại Vị Trí Hiện Hành ▪ origin chỉ định vị trí bắt đầu tìm kiếm và phải có giá trị như sau: Origin Vị trí trong tập tin SEEK_SET hay 0 Bắt đầu tập tin SEEK_CUR hay 1 Vị trí của con trỏ trong tập tin hiện hành SEEK_END hay 2 Cuối tập tin 27 Làm việc với tệp
28. fprintf() và fscanf()-1 ▪ Hệ thống nhập xuất có vùng đệm bao gồm các hàm fprintf() và fscanf() tương tự như hàm printf() và scanf() ngoại trừ rằng chúng thao tác trên tập tin ▪ Nguyên mẫu của các hàm này là: int fprintf(FILE * fp, const char *control_string, ); int fscanf(FILE *fp, const char *control_string, ); 28 Làm việc với tệp
29. fprintf() và fscanf() - 2 ▪ Mặc dù fprintf() và fscanf() là cách dễ nhất nhưng không phải luôn luôn là hiệu quả nhất ▪ Mỗi lời gọi phải mất thêm một khoảng thời gian overhead, vì dữ liệu được ghi theo dạng ASCII có định dạng chứ không phải theo định dạng nhị phân ▪ Vì vậy, nếu tốc độ và độ lớn của tập tin là vấn đề đáng ngại, thì fread() và fwrite() sẽ là lựa chọn tốt hơn 29 Làm việc với tệp
30. Tóm tắt nội dung  Giải thích khái niệm luồng (streams) và tập tin (files)  Các luồng văn bản và các luồng nhị phân  Giải thích các hàm xử lý tập tin  Giải thích con trỏ tập tin  Con trỏ kích hoạt hiện hành  Giải thích các đối số từ dòng nhắc lệnh (command-line). 30 Làm việc với tệp
31. Thảo luận  Các luồng văn bản và các luồng nhị phân  Con trỏ kích hoạt hiện hành 31 Làm việc với tệp
32. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 1. Viết chương trình quản lý một tập tin văn bản theo các yêu cầu: A. Nhập từ bàn phím nội dung một văn bản sau đó ghi vào đĩa. B. Đọc từ đĩa nội dung văn bản vừa nhập và in lên màn hình. C. Đọc từ đĩa nội dung văn bản vừa nhập, in nội dung đó lên màn hình và cho phép nối thêm thông tin vào cuối tập tin đó. 2. Viết chương trình cho phép thống kê số lần xuất hiện của các ký tự là chữ (‘A’ ’Z’,’a’ ’z’) trong một tập tin văn bản. 3. Viết chương trình đếm số từ và số dòng trong một tập tin văn bản. 4. Mỗi sinh viên cần quản lý ít nhất 2 thông tin: mã sinh viên và họ tên. Viết chương trình cho phép lựa chọn các chức năng: nhập danh sách sinh viên từ bàn phím rồi ghi lên tập tin SinhVien.dat, đọc dữ liệu từ tập tin SinhVien.dat rồi hiển thị danh sách lên màn hình, tìm kiếm họ tên của một sinh viên nào đó dựa vào mã sinh viên nhập từ bàn phím 32 Làm việc với tệp
33. HỎI VÀ ĐÁP Làm việc với tệp