Прочитать из файла последовательность целых чисел

Обновлено: 02.07.2024

В данной теме представлены примеры записи и чтения информации для текстовых файлов.

Содержание

1. Чтение/запись списка, содержащего n целых чисел
2. Чтение/запись списка, содержащего строки
3. Чтение/запись кортежа, содержащего объекты чисел с плавающей запятой
4. Чтение/запись кортежа содержащего разнотипные объекты
5. Чтение/запись словаря
6. Чтение/запись двумерной матрицы целых чисел, представленной в виде списка
7. Чтение/запись множества, которое содержит целые числа
8. Чтение/запись данных разных типов: список и кортеж

Поиск на других ресурсах:

1. Чтение/запись списка, содержащего n целых чисел

В примере демонстрируются следующие операции:

создание списка из 10 случайных чисел;
сохранение списка в текстовом файле;
чтение из файла в новый список с целью контроля.

Текст программы следующий:

Результат работы программы

2. Чтение/запись списка, содержащего строки

При чтении/записи строк не нужно реализовывать дополнительные преобразования из одного типа в другой, так как данные из файла читаются в виде строк.

Результат работы программы

3. Чтение/запись кортежа, содержащего объекты чисел с плавающей запятой

Пример демонстрирует запись и чтение кортежа, который содержит объекты чисел с плавающей запятой.

Результат работы программы

Вид файла myfile5.txt

4. Чтение/запись кортежа содержащего разнотипные объекты

В случае, если кортеж содержит объекты разных типов при записи/чтении важно придерживаться последовательности этапов конвертирования объектов в нужный тип. Ниже приведен пример записи и чтения кортежа, который содержит объекты целого, логического и строчного типов.

Результат выполнения программы

5. Чтение/запись словаря

Словарь также можно записывать в файл. В данном примере записывается и читается словарь, который содержит перечень номеров дней недели и их названий. Для облегчения чтения данных каждый элемент словаря размещается в отдельной строке.

Результат работы программы

Вид файла myfile6.txt

6. Чтение/запись двумерной матрицы целых чисел, представленной в виде списка

В примере демонстрируется запись и чтение двумерной матрицы целых чисел размерностью 3*4.

Результат работы программы

Вид файла myfile8.txt

7. Чтение/запись множества, которое содержит целые числа

В примере демонстрируется возможный вариант сохранения множества в текстовом файле

Результат работы программы

Вид файла myfile7.txt

8. Чтение/запись данных разных типов: список и кортеж

Чтобы записать в текстовый файл данные разных базовых типов нужно последовательно записать данные одного типа, затем другого типа. При считывании таких данных нужно придерживаться такого самого порядка чтобы не нарушить полученную структуру данных.

В примере демонстрируется последовательная запись в файл списка и кортежа. При чтении придерживается такая же последовательность: сначала читается список, затем кортеж. Список включает строки. Кортеж содержит вещественные числа. Чтобы облегчить работу по распознаванию формата файла, каждый записываемый (читаемый) элемент размещается в отдельной строке файла.
Поскольку список и кортеж могут содержать разное количество элементов, то в файл записываются их размерности.

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.

Т екстовые файлы хранят данные в виде текста (sic!). Это значит, что если, например, мы записываем целое число 12345678 в файл, то записывается 8 символов, а это 8 байт данных, несмотря на то, что число помещается в целый тип. Кроме того, вывод и ввод данных является форматированным, то есть каждый раз, когда мы считываем число из файла или записываем в файл происходит трансформация числа в строку или обратно. Это затратные операции, которых можно избежать.

Текстовые файлы позволяют хранить информацию в виде, понятном для человека. Можно, однако, хранить данные непосредственно в бинарном виде. Для этих целей используются бинарные файлы.

Выполните программу и посмотрите содержимое файла output.bin. Число, которое ввёл пользователь записывается в файл непосредственно в бинарном виде. Можете открыть файл в любом редакторе, поддерживающем представление в шестнадцатеричном виде (Total Commander, Far) и убедиться в этом.

Запись в файл осуществляется с помощью функции

Функция возвращает число удачно записанных элементов. В качестве аргументов принимает указатель на массив, размер одного элемента, число элементов и указатель на файловый поток. Вместо массив, конечно, может быть передан любой объект.

Запись в бинарный файл объекта похожа на его отображение: берутся данные из оперативной памяти и пишутся как есть. Для считывания используется функция fread

Функция возвращает число удачно прочитанных элементов, которые помещаются по адресу ptr. Всего считывается count элементов по size байт. Давайте теперь считаем наше число обратно в переменную.

fseek

Одной из важных функций для работы с бинарными файлами является функция fseek

Эта функция устанавливает указатель позиции, ассоциированный с потоком, на новое положение. Индикатор позиции указывает, на каком месте в файле мы остановились. Когда мы открываем файл, позиция равна 0. Каждый раз, записывая байт данных, указатель позиции сдвигается на единицу вперёд.
fseek принимает в качестве аргументов указатель на поток и сдвиг в offset байт относительно origin. origin может принимать три значения

SEEK_SET - начало файла
SEEK_CUR - текущее положение файла
SEEK_END - конец файла. К сожалению, стандартом не определено, что такое конец файла, поэтому полагаться на эту функцию нельзя.

В случае удачной работы функция возвращает 0.

Дополним наш старый пример: запишем число, затем сдвинемся указатель на начало файла и прочитаем его.

Вместо этого можно также использовать функцию rewind, которая перемещает индикатор позиции в начало.

В си определён специальный тип fpos_t, который используется для хранения позиции индикатора позиции в файле.
Функция

используется для того, чтобы назначить переменной pos текущее положение. Функция

используется для перевода указателя в позицию, которая хранится в переменной pos. Обе функции в случае удачного завершения возвращают ноль.

возвращает текущее положение индикатора относительно начала файла. Для бинарных файлов - это число байт, для текстовых не определено (если текстовый файл состоит из однобайтовых символов, то также число байт).

Рассмотрим пример: пользователь вводит числа. Первые 4 байта файла: целое, которое обозначает, сколько чисел было введено. После того, как пользователь прекращает вводить числа, мы перемещаемся в начало файла и записываем туда число введённых элементов.

Вторая программа сначала считывает количество записанных чисел, а потом считывает и выводит числа по порядку.

Примеры

1. Имеется бинарный файл размером 10*sizeof(int) байт. Пользователь вводит номер ячейки, после чего в неё записывает число. После каждой операции выводятся все числа. Сначала пытаемся открыть файл в режиме чтения и записи. Если это не удаётся, то пробуем создать файл, если удаётся создать файл, то повторяем попытку открыть файл для чтения и записи.

2. Пишем слова в бинарный файл. Формат такой - сначало число букв, потом само слово без нулевого символа. Ели длина слова равна нулю, то больше слов нет. Сначала запрашиваем слова у пользователя, потом считываем обратно.

3. Задача - считать данные из текстового файла и записать их в бинарный. Для решения зачи создадим функцию обёртку. Она будет принимать имя файла, режим доступа, функцию, которую необходимо выполнить, если файл был удачно открыт и аргументы этой функции. Так как аргументов может быть много и они могут быть разного типа, то их можно передавать в качестве указателя на структуру. После выполнения функции файл закрывается. Таким образом, нет необходимости думать об освобождении ресурсов.

4. Функция saveInt32Array позволяет сохранить массив типа int32_t в файл. Обратная ей loadInt32Array считывает массив обратно. Функция loadInt32Array сначала инициализирует переданный ей массив, поэтому мы должны передавать указатель на указатель; кроме того, она записывает считанный размер массива в переданный параметр size, из-за чего он передаётся как указатель.

5. Создание таблицы поиска. Для ускорения работы программы вместо вычисления функции можно произвести сначала вычисление значений функции на интервале с определённой точностью, после чего брать значения уже из таблицы. Программа сначала производит табулирование функции с заданными параметрами и сохраняет его в файл, затем подгружает предвычисленный массив, который уже используется для определения значений. В этой программе все функции возвращают переменную типа Result, которая хранит номер ошибки. Если функция отработала без проблем, то она возвращает Ok (0).

6. У нас имеются две структуры. Первая PersonKey хранит логин, пароль, id пользователя и поле offset. Вторая структура PersonInfo хранит имя и фамилию пользователя и его возраст. Первые структуры записываются в бинарный файл keys.bin, вторые структуры в бинарный файл values.bin. Поле offset определяет положение соответствующей информации о пользователе во втором файле. Таким образом, получив PersonKey из первого файла, по полю offset можно извлечь из второго файла связанную с данным ключом информацию.

Зачем так делать? Это выгодно в том случае, если структура PersonInfo имеет большой размер. Извлекать массив маленьких структур из файла не накладно, а когда нам понадобится большая структура, её можно извлечь по уже известному адресу в файле.

Всё ещё не понятно? – пиши вопросы на ящик

Читайте также: