CS50. Семінар 4

Для зчитування або запису у файл треба:

1. Створити покажчик на файл.

   FILE* file;

2. Відкрити файл

   Файл можна відкрити за допомогою функціїї fopen. Ця функція повертає покажчик на відкритий файл, або NULL, якщо не вдалось відкрити файл. Треба завжди перевіряти, чи був відкритий файл, перед тим як щось із ним робити.

   file = fopen("file.txt", "r");

   • Перший аргумент: шлях до файлу
   • Другий аргумент - режим
     • "r" - читання з файлу
     • "w" - запис у файл. Створить файл, якщо він ще не існує.
     • "a" - дописування в кінець файлу. Створить файл, якщо він ще не існує.

3. Зчитати або записати щось у файл:

   1. Функції зчитування з файлу:

      • fgetc - повертає наступний символ
      • fgets - повертає текстовий рядок
      • fread - зчитує певну кількість байтів та записує їх у масив
      • fseek - переходить на визначену позицію у файлі

   2. Функції запису у файл:

      • fputc - записує символ
      • fputs - записує текстовий рядок
      • fprintf - записує відформатований рядок у файл
      • fwrite - записує масив байтів у файл

4. Закрити файл:

   fclose(file);

Приклад 1. Запис у файл

#include <stdio.h>

#define STUDENTS 3

int main(void) { 
  int scores [] = { 96, 90, 83 }; 
  FILE* file = fopen("database", "w"); //Відкриваємо файл
  if (file != NULL) //Якщо файл відкрито
  {  
    for (int i ; i < STUDENTS; i++) 
    { 
      fprintf(file, "%i\n", scores[i]); //Записуємо дані
    }
    fclose(file); //Закриваємо файл
  }  
}

Приклад 2. Читання з файлу

Програма, наведена нижче, приймає як аргумент командного рядка назву файлу, який потрібно зчитати, і виводить на екран вміст цього файлу, або помилку, якщо файл не існує.

#include <stdio.h> 

int main(int argc, char* argv[]) 
{ 
  if (argc < 2) 
  { 
    printf("Usage: cat file [file ...]\n"); 
    return 1; 
  } 
  for (int i = 1; i < argc; i++) 
  { 
    FILE* file = fopen(argyfil, "r"); 
    if(file = NULL) //Перевіряємо чи відкрито файл
    { 
      printf("cat: %s: No such file or directory\n", argv[i]); 
      return 1; //Якщо файл не відкрито, отже він не існує - помилка
    } 
    //Цикл, у якому зчитуємо символи з файлу
    for(int c = fgetc(file); c != EOF; c = fgetc(file)) 
    { 
      putchar(c); //Виведення символу на екран
    } 
    fclose(file); 
  }
  return 0; 
}

Доповніть код, щоб програма виводила "Hello, world" у файл:

#include <stdio.h>
int main(void)
{
  //Ваш код
}

#include <stdio.h>
int main(void)
{
  FILE* file = fopen("hello", "w");
  if (file != NULL)
  {
    fprintf(file, "Hello, world!");
    fclose(file);
  }
}

Мова C дає програмісту можливість прямого доступу до пам'яті комп'ютера. Для використання покажчиків необхідно розуміти, як влаштовано пам'ять.

Нижче схематично зображено, як саме виглядає пам'ять комп'ютера.

Загалом, пам'ять - це величезний масив комірок, розміром 1 байт. У кожного блока пам'яті є своя шістнадцяткова адреса (на рисунку вище префікс 0х показує, що адреса є саме шістнадцятковим числом).

Ми маємо змінні різних типів - int, float тощо. З їх допомогою ми зберігаємо у пам'яті різні дані - цілі, дробові числа. Покажчик - це також певного роду тип даних, але покажчики зберігають адреси в пам'яті.

Варто зазначити, що у 32-розрядній системі, усі адреси в пам'яті мають розмір 4 байти, тому й покажчики теж мають розмір 3 байти.

Створення покажчиків

Покажчики створюються майже так само як і інші змінні. Загальний синтаксис оголошення покажчика:

<тип>* <ім'я змінної>

За адресою, на яку вказує покажчик, можна зберігати лише дані того ж типу, що має покажчик.

Приклади:

int* x;
char* y;
float* z;

Розіменування покажчика

Розіменування - це отримання доступу до значення, що зберігається у комірці пам'яті, адреса якої зберігається в покажчику. Простіше кажучи, розіменування дозволяє отримати значення, на яке посилається покажчик. Синтаксис:

*<ім'я покажчика>

Взяття адреси

Взяття адреси - це операція, за допомогою якої можна дізнатися, за якою адресою зберігається змінна у пам'яті. Синтаксис:

&<ім'я покажчика>

Приклад 1

У цьому прикладі можна побачити, як працюють операції з покажчиками.

У першому рядку ми створюємо змінну x, із значенням 5. Ця змінна розміщується за адресою 0х04

У другому рядку, ми створюємо покажчик, що посилається на змінну х. Значення покажчика - це адреса змінної у пам'яті.

У третьому рядку ми створюємо змінну copy, в яку записуємо значення, що зберігається за адресою, на яку вказує покажчик ptr.

Приклад 2

У цьому прикладі, ми створюємо покажчик, який вказує на змінну x. Потім, у рядку 3, ми використовуємо розіменування покажчика і таким чином змінюємо значення змінної x.

Необхідно заповнити таблицю, вписавши значення змінних у комірки.

Пам'ять виділяють за допомогою функції malloc. Ця функція виділяє певну кількість байтів пам'яті та повертає покажчик на цю область пам'яті.

void* malloc(розмір в байтах);

Приклад:

int* ptr = malloc*(sizeof(int)*10);

У випадку, якщо пам'ять неможливо виділити, malloc повертає NULL. Необхідно завжди робити перевірку на NULL, щоб уникнути помилок роботи з пам'яттю:

int* ptr = malloc(sizeof(int) * 10);	
if (ptr == NULL)	
{	
  printf("Error -- out of memory.\n");
  return 1;	
}

Пам'ять, виділену за допомогою функції malloc, завжди необхідно вивільняти за допомогою функції free, оскільки інакше область пам'яті залишиться недоступною для використання.

void free(покажчик на пам'ять в купі);

Наприклад:

free(ptr);

#include <stdio.h>
#include <cs50.h> 
int main(void) 
{ 
  //Виділяємо пам'ять під одне ціле число
  int* ptr = malloc(sizeof(int));  
  if (ptr == NULL) //Якщо пам'ять не виділено
  { 
    printf("Error -- out of memory.\n");
    return 1;
  }
  *ptr = GetInt();
  printf("You entered %d.\n", *ptr); 
  //Вивільняємо пам'ять
  free(ptr); 
}