Как записать информацию из одного файла в другой

Обновлено: 05.07.2024

Для удобства обращения информация в запоминающих устройствах хранится в виде файлов.

Файл – именованная область внешней памяти, выделенная для хранения массива данных. Данные, содержащиеся в файлах, имеют самый разнообразный характер: программы на алгоритмическом или машинном языке; исходные данные для работы программ или результаты выполнения программ; произвольные тексты; графические изображения и т. п.

Каталог ( папка , директория ) – именованная совокупность байтов на носителе информации, содержащая название подкаталогов и файлов, используется в файловой системе для упрощения организации файлов.

Файловой системой называется функциональная часть операционной системы, обеспечивающая выполнение операций над файлами. Примерами файловых систем являются FAT (FAT – File Allocation Table, таблица размещения файлов), NTFS, UDF (используется на компакт-дисках).

Существуют три основные версии FAT: FAT12, FAT16 и FAT32. Они отличаются разрядностью записей в дисковой структуре, т.е. количеством бит, отведённых для хранения номера кластера. FAT12 применяется в основном для дискет (до 4 кбайт), FAT16 – для дисков малого объёма, FAT32 – для FLASH-накопителей большой емкости (до 32 Гбайт).

Рассмотрим структуру файловой системы на примере FAT32.

Файловая структура FAT32

Устройства внешней памяти в системе FAT32 имеют не байтовую, а блочную адресацию. Запись информации в устройство внешней памяти осуществляется блоками или секторами.

Сектор – минимальная адресуемая единица хранения информации на внешних запоминающих устройствах. Как правило, размер сектора фиксирован и составляет 512 байт. Для увеличения адресного пространства устройств внешней памяти сектора объединяют в группы, называемые кластерами.

Кластер – объединение нескольких секторов, которое может рассматриваться как самостоятельная единица, обладающая определёнными свойствами. Основным свойством кластера является его размер, измеряемый в количестве секторов или количестве байт.

Файловая система FAT32 имеет следующую структуру.

Нумерация кластеров, используемых для записи файлов, ведется с 2. Как правило, кластер №2 используется корневым каталогом, а начиная с кластера №3 хранится массив данных. Сектора, используемые для хранения информации, представленной выше корневого каталога, в кластеры не объединяются.
Минимальный размер файла, занимаемый на диске, соответствует 1 кластеру.

Загрузочный сектор начинается следующей информацией:

EB 58 90 – безусловный переход и сигнатура;
4D 53 44 4F 53 35 2E 30 MSDOS5.0;
00 02 – количество байт в секторе (обычно 512);
1 байт – количество секторов в кластере;
2 байта – количество резервных секторов.

Кроме того, загрузочный сектор содержит следующую важную информацию:

0x10 (1 байт) – количество таблиц FAT (обычно 2);
0x20 (4 байта) – количество секторов на диске;
0x2С (4 байта) – номер кластера корневого каталога;
0x47 (11 байт) – метка тома;
0x1FE (2 байта) – сигнатура загрузочного сектора ( 55 AA ).

Сектор информации файловой системы содержит:

0x00 (4 байта) – сигнатура ( 52 52 61 41 );
0x1E4 (4 байта) – сигнатура ( 72 72 41 61 );
0x1E8 (4 байта) – количество свободных кластеров, -1 если не известно;
0x1EС (4 байта) – номер последнего записанного кластера;
0x1FE (2 байта) – сигнатура ( 55 AA ).

Таблица FAT содержит информацию о состоянии каждого кластера на диске. Младшие 2 байт таблицы FAT хранят F8 FF FF 0F FF FF FF FF (что соответствует состоянию кластеров 0 и 1, физически отсутствующих). Далее состояние каждого кластера содержит номер кластера, в котором продолжается текущий файл или следующую информацию:

00 00 00 00 – кластер свободен;
FF FF FF 0F – конец текущего файла.

Корневой каталог содержит набор 32-битных записей информации о каждом файле, содержащих следующую информацию:

8 байт – имя файла;
3 байта – расширение файла;

8 байт – имя файла;
3 байта – расширение файла;
1 байт – атрибут файла:
1 байт – зарезервирован;
1 байт – время создания (миллисекунды) (число от 0 до 199);
2 байта – время создания (с точностью до 2с):
2 байта – дата создания:
2 байта – дата последнего доступа;
2 байта – старшие 2 байта начального кластера;
2 байта – время последней модификации;
2 байта – дата последней модификации;
2 байта – младшие 2 байта начального кластера;
4 байта – размер файла (в байтах).

В случае работы с длинными именами файлов (включая русские имена) кодировка имени файла производится в системе кодировки UTF-16. При этого для кодирования каждого символа отводится 2 байта. При этом имя файла записывается в виде следующей структуры:

1 байт последовательности;
10 байт содержат младшие 5 символов имени файла;
1 байт атрибут;
1 байт резервный;
1 байт – контрольная сумма имени DOS;
12 байт содержат младшие 3 символа имени файла;
2 байта – номер первого кластера;
остальные символы длинного имени.

Далее следует запись, включающая имя файла в формате 8.3 в обычном формате.

Работа с файлами в языке Си

Для программиста открытый файл представляется как последовательность считываемых или записываемых данных. При открытии файла с ним связывается поток ввода-вывода . Выводимая информация записывается в поток, вводимая информация считывается из потока.

Когда поток открывается для ввода-вывода, он связывается со стандартной структурой типа FILE , которая определена в stdio.h . Структура FILE содержит необходимую информацию о файле.

Открытие файла осуществляется с помощью функции fopen() , которая возвращает указатель на структуру типа FILE , который можно использовать для последующих операций с файлом.

"r" — открыть файл для чтения (файл должен существовать);
"w" — открыть пустой файл для записи; если файл существует, то его содержимое теряется;
"a" — открыть файл для записи в конец (для добавления); файл создается, если он не существует;
"r+" — открыть файл для чтения и записи (файл должен существовать);
"w+" — открыть пустой файл для чтения и записи; если файл существует, то его содержимое теряется;
"a+" — открыть файл для чтения и дополнения, если файл не существует, то он создаётся.

Функция fclose() закрывает поток или потоки, связанные с открытыми при помощи функции fopen() файлами. Закрываемый поток определяется аргументом функции fclose() .

Возвращаемое значение: значение 0, если поток успешно закрыт; константа EOF , если произошла ошибка.

Чтение символа из файла:

Аргументом функции является указатель на поток типа FILE . Функция возвращает код считанного символа. Если достигнут конец файла или возникла ошибка, возвращается константа EOF .

Запись символа в файл:

Аргументами функции являются символ и указатель на поток типа FILE . Функция возвращает код считанного символа.

Функции fscanf() и fprintf() аналогичны функциям scanf() и printf() , но работают с файлами данных, и имеют первый аргумент — указатель на файл.

Функции fgets() и fputs() предназначены для ввода-вывода строк, они являются аналогами функций gets() и puts() для работы с файлами.

Копирует строку в поток с текущей позиции. Завершающий нуль- символ не копируется.
Пример Ввести число и сохранить его в файле s1.txt. Считать число из файла s1.txt, увеличить его на 3 и сохранить в файле s2.txt.

До этого при вводе-выводе данных мы работали со стандартными потоками — клавиатурой и монитором. Теперь рассмотрим, как в языке C реализовано получение данных из файлов и запись их туда. Перед тем как выполнять эти операции, надо открыть файл и получить доступ к нему.

В языке программирования C указатель на файл имеет тип FILE и его объявление выглядит так:

С другой стороны, функция fopen() открывает файл по указанному в качестве первого аргумента адресу в режиме чтения ("r"), записи ("w") или добавления ("a") и возвращает в программу указатель на него. Поэтому процесс открытия файла и подключения его к программе выглядит примерно так:

Примечание. В случае использования относительной адресации текущим/рабочим каталогом в момент исполнения программы должен быть тот, относительно которого указанный относительный адрес корректен. Место нахождения самого исполняемого файла не важно.

При чтении или записи данных в файл обращение к нему осуществляется посредством файлового указателя (в данном случае, myfile).

Если в силу тех или иных причин (нет файла по указанному адресу, запрещен доступ к нему) функция fopen() не может открыть файл, то она возвращает NULL. В реальных программах почти всегда обрабатывают ошибку открытия файла в ветке if , мы же далее опустим это.

Объявление функции fopen() содержится в заголовочном файле stdio.h, поэтому требуется его подключение. Также в stdio.h объявлен тип-структура FILE.

После того, как работа с файлом закончена, принято его закрывать, чтобы освободить буфер от данных и по другим причинам. Это особенно важно, если после работы с файлом программа продолжает выполняться. Разрыв связи между внешним файлом и указателем на него из программы выполняется с помощью функции fclose() . В качестве параметра ей передается указатель на файл:

В программе может быть открыт не один файл. В таком случае каждый файл должен быть связан со своим файловым указателем. Однако если программа сначала работает с одним файлом, потом закрывает его, то указатель можно использовать для открытия второго файла.

Чтение из текстового файла и запись в него

fscanf()

Функция fscanf() аналогична по смыслу функции scanf() , но в отличии от нее осуществляет форматированный ввод из файла, а не стандартного потока ввода. Функция fscanf() принимает параметры: файловый указатель, строку формата, адреса областей памяти для записи данных:

Возвращает количество удачно считанных данных или EOF. Пробелы, символы перехода на новую строку учитываются как разделители данных.

Допустим, у нас есть файл содержащий такое описание объектов:

Тогда, чтобы считать эти данные, мы можем написать такую программу:

В данном случае объявляется структура и массив структур. Каждая строка из файла соответствует одному элементу массива; элемент массива представляет собой структуру, содержащую строковое и два числовых поля. За одну итерацию цикл считывает одну строку. Когда встречается конец файла fscanf() возвращает значение EOF и цикл завершается.

fgets()

Функция fgets() аналогична функции gets() и осуществляет построчный ввод из файла. Один вызов fgets() позволят прочитать одну строку. При этом можно прочитать не всю строку, а лишь ее часть от начала. Параметры fgets() выглядят таким образом:

Такой вызов функции прочитает из файла, связанного с указателем myfile, одну строку текста полностью, если ее длина меньше 50 символов с учетом символа '\n', который функция также сохранит в массиве. Последним (50-ым) элементом массива str будет символ '\0', добавленный fgets() . Если строка окажется длиннее, то функция прочитает 49 символов и в конце запишет '\0'. В таком случае '\n' в считанной строке содержаться не будет.

В этой программе в отличие от предыдущей данные считываются строка за строкой в массив arr. Когда считывается следующая строка, предыдущая теряется. Функция fgets() возвращает NULL в случае, если не может прочитать следующую строку.

getc() или fgetc()

Функция getc() или fgetc() (работает и то и другое) позволяет получить из файла очередной один символ.

Приведенный в качестве примера код выводит данные из файла на экран.

Запись в текстовый файл

Также как и ввод, вывод в файл может быть различным.

Форматированный вывод. Функция fprintf ( файловый_указатель, строка_формата, переменные ) .
Посточный вывод. Функция fputs ( строка, файловый_указатель ) .
Посимвольный вывод. Функция fputc() или putc( символ, файловый_указатель ) .

Ниже приводятся примеры кода, в которых используются три способа вывода данных в файл.

Запись в каждую строку файла полей одной структуры:

Построчный вывод в файл ( fputs() , в отличие от puts() сама не помещает в конце строки '\n'):

Пример посимвольного вывода:

Чтение из двоичного файла и запись в него

С файлом можно работать не как с последовательностью символов, а как с последовательностью байтов. В принципе, с нетекстовыми файлами работать по-другому не возможно. Однако так можно читать и писать и в текстовые файлы. Преимущество такого способа доступа к файлу заключается в скорости чтения-записи: за одно обращение можно считать/записать существенный блок информации.

При открытии файла для двоичного доступа, вторым параметром функции fopen() является строка "rb" или "wb".

Тема о работе с двоичными файлами достаточно сложная, для ее изучения требуется отдельный урок. Здесь будут отмечены только особенности функций чтения-записи в файл, который рассматривается как поток байтов.

Функции fread() и fwrite() принимают в качестве параметров:

адрес области памяти, куда данные записываются или откуда считываются,
размер одного данного какого-либо типа,
количество считываемых данных указанного размера,
файловый указатель.

Эти функции возвращают количество успешно прочитанных или записанных данных. Т.е. можно "заказать" считывание 50 элементов данных, а получить только 10. Ошибки при этом не возникнет.

Пример использования функций fread() и fwrite() :

Здесь осуществляется попытка чтения из первого файла 50-ти символов. В n сохраняется количество реально считанных символов. Значение n может быть равно 50 или меньше. Данные помещаются в строку. То же самое происходит со вторым файлом. Далее первая строка присоединяется ко второй, и данные сбрасываются в третий файл.

Файлы позволяют пользователю считывать большие объемы данных непосредственно с диска, не вводя их с клавиатуры. Существуют два основных типа файлов: текстовые и двоичные.

Текстовыми называются файлы, состоящие из любых символов. Они организуются по строкам, каждая из которых заканчивается символом «конца строки». Конец самого файла обозначается символом «конца файла». При записи информации в текстовый файл, просмотреть который можно с помощью любого текстового редактора, все данные преобразуются к символьному типу и хранятся в символьном виде.

В двоичных файлах информация считывается и записывается в виде блоков определенного размера, в которых могут храниться данные любого вида и структуры.

Для работы с файлами используются специальные типы данных, называемые потоками. Поток ifstream служит для работы с файлами в режиме чтения, а ofstream в режиме записи. Для работы с файлами в режиме как записи, так и чтения служит поток fstream.

В программах на C++ при работе с текстовыми файлами необходимо подключать библиотеки iostream и fstream.

Для того чтобы записывать данные в текстовый файл, необходимо:

описать переменную типа ofstream.
открыть файл с помощью функции open.
вывести информацию в файл.
обязательно закрыть файл.

Для считывания данных из текстового файла, необходимо:

описать переменную типа ifstream.
открыть файл с помощью функции open.
считать информацию из файла, при считывании каждой порции данных необходимо проверять, достигнут ли конец файла.
закрыть файл.

Запись информации в текстовый файл

Как было сказано ранее, для того чтобы начать работать с текстовым файлом, необходимо описать переменную типа ofstream. Например, так:

ofstream F;

Будет создана переменная F для записи информации в файл. На следующим этапе файл необходимо открыть для записи. В общем случае оператор открытия потока будет иметь вид:

F.open(«file», mode);

Здесь F — переменная, описанная как ofstream, file — полное имя файла на диске, mode — режим работы с открываемым файлом. Обратите внимание на то, что при указании полного имени файла нужно ставить двойной слеш. Для обращения, например к файлу accounts.txt, находящемуся в папке sites на диске D, в программе необходимо указать: D:\\sites\\accounts.txt.

Файл может быть открыт в одном из следующих режимов:

ios::in — открыть файл в режиме чтения данных; режим является режимом по умолчанию для потоков ifstream;
ios::out — открыть файл в режиме записи данных (при этом информация о существующем файле уничтожается); режим является режимом по умолчанию для потоков ofstream;
ios::app — открыть файл в режиме записи данных в конец файла;
ios::ate — передвинуться в конец уже открытого файла;
ios::trunc — очистить файл, это же происходит в режиме ios::out;
ios::nocreate — не выполнять операцию открытия файла, если он не существует;
ios::noreplace — не открывать существующий файл.

Параметр mode может отсутствовать, в этом случае файл открывается в режиме по умолчанию для данного потока.

После удачного открытия файла (в любом режиме) в переменной F будет храниться true, в противном случае false. Это позволит проверить корректность операции открытия файла.

Открыть файл (в качестве примера возьмем файл D:\\sites\\accounts.txt) в режиме записи можно одним из следующих способов:

После открытия файла в режиме записи будет создан пустой файл, в который можно будет записывать информацию.

Если вы хотите открыть существующий файл в режиме дозаписи, то в качестве режима следует использовать значение ios::app.

После открытия файла в режиме записи, в него можно писать точно так же, как и на экран, только вместо стандартного устройства вывода cout необходимо указать имя открытого файла.

Например, для записи в поток F переменной a, оператор вывода будет иметь вид:

Для последовательного вывода в поток G переменных b, c, d оператор вывода станет таким:

Закрытие потока осуществляется с помощью оператора:

F.close();

В качестве примера рассмотрим следующую задачу.

Задача 1

Создать текстовый файл D:\\sites\\accounts.txt и записать в него n вещественных чисел.

Решение

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

Чтение информации из текстового файла

Для того чтобы прочитать информацию из текстового файла, необходимо описать переменную типа ifstream. После этого нужно открыть файл для чтения с помощью оператора open. Если переменную назвать F, то первые два оператора будут такими:

После открытия файла в режиме чтения из него можно считывать информацию точно так же, как и с клавиатуры, только вместо cin нужно указать имя потока, из которого будет происходить чтение данных.

Например, для чтения данных из потока F в переменную a, оператор ввода будет выглядеть так:

Два числа в текстовом редакторе считаются разделенными, если между ними есть хотя бы один из символов: пробел, табуляция, символ конца строки. Хорошо, когда программисту заранее известно, сколько и какие значения хранятся в текстовом файле. Однако часто известен лишь тип значений, хранящихся в файле, при этом их количество может быть различным. Для решения данной проблемы необходимо считывать значения из файла поочередно, а перед каждым считыванием проверять, достигнут ли конец файла. А поможет сделать это функция F.eof(). Здесь F — имя потока функция возвращает логическое значение: true или false, в зависимости от того достигнут ли конец файла.

Следовательно, цикл для чтения содержимого всего файла можно записать так:

//организуем для чтения значений из файла, выполнение
//цикла прервется, когда достигнем конец файла,
//в этом случае F.eof() вернет истину
while ( ! F. eof ( ) )
<
//чтение очередного значения из потока F в переменную a
F >> a ;
//далее идет обработка значения переменной a
>

Для лучшего усвоения материала рассмотрим задачу.

Задача 2

В текстовом файле D:\\game\\accounts.txt хранятся вещественные числа, вывести их на экран и вычислить их количество.

Решение

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39

На этом относительно объемный урок по текстовым файлам закончен. В следующей статье будут рассмотрены методы манипуляции, при помощи которых в C++ обрабатываются двоичные файлы.

Чтобы указать конкретное имя файла и открыть его необходимо выполнить следующее действие с данной ссылкой - myfile .

1) Если файл будет находиться в той же директории что и программа то задаем имя командой

2) Если файл будет находиться например на диске то задаем имя файла следующим образом:

a) можно использовать символ / (обратный слэшь) для задания пути

myfile .open (" E: / DEVELOP / MyCodingSite / C++ / IO / WriteRead / Win32 / Debug / Mytext.txt ");

б) чтобы использовать стандартный символ \ его нужно удваивать ( \\) иначе система не распознает данный символ.

myfile .open (" E: \\ DEVELOP \\ MyCodingSite \\ C++ \\ IO \\ WriteRead \\ Win32 \\ Debug \\ Mytext.txt ");

Указывая имя файла или полный путь к файлу мы связываем его с файловой системой. Если файла не существует то операционная система его создаст сама если файл существует то он будет открыт.

Функция Open встроенная в тип данных fstream содержит набор флагов позволяющих открывать файлы в разных режимах доступа. Чтобы задать один из режимов необходимо явно указать флаг доступа к файлу.

myfile .open (" Имя файла " , флаг доступа к файлу );

Если флаг не указан то система открывает файл с полным доступом по умолчанию.

Когда мы связались с файловой системой и указали имя файла которое нужно использовать. Нам открывается возможность выполнять различные действия:

Для записи данных в файл мы нужно открыть его с флагом ios::app это сообщит файловой системе что мы просто будем дописывать в конец файла информацию. Если флаг опустить то файл будет перезаписан заново. Т.е. содержимое исчезнет и останется только наш текст.

записываем текст в файл myfile << "My Ferst Text in file";

Этот код создаст файл с именем Mytext.txt в той же директории где находиться наш скомпилированный проект и запишет в него строку My Ferst Text in file

Для чтения файла нужно открыть его с флагом ios::in это сообщит файловой системе что мы просто будем читать информацию но не сможем ее записывать

При открытии файла на чтении нужно проверить смогла ли ОС (операционная система выполнить данное действие).

а) Если нет то сообщим что нет такого файла.

б) Если да будем пробовать читать содержимое файла.

Для проверки открылся файл или нет нужно использовать встроенную в функцию is_open() она встроена в тип данных ofstream.

Если файл открылся то функция вернет true (правду 1) если нет то false (ложь 0)

Читайте также: