Cursul02.pdf

+

Algoritmi și tehnici de programare Cursul 2

+ Cuprins 

Tipul Struct.



Organizarea externă a datelor în fișiere.



Fişiere text şi binare.

+

Tipul Struct

 Articolul:  





Structură statică Structură compusă, ierarhică  Membri = câmpuri  Nume și tip Structură neomogenă  Câmpurile/membrii de tipuri diferite de date Access direct la membri

+

Tipul Struct

struct StructureName { dataType field1; dataType field2; . . . dataType fieldn; };

+

Tipul Struct struct Student { int id;

char nume[20]; char prenume[20]; int grupa; int note[10];

};

+

Tipul Struct

id

bytes

nume

4

20

prenume grupa

20

4

nota

4*10

+

Tipul Struct

Există două posibilități de declarare a variabilelor care alcătuiesc structura: 1) Declarând variabilele de tipul definit: struct Student { int id; char nume[20]; char prenume[20]; int grupa; int note[10]; }; 

struct Student s;



s este o variabila de tipul Student care are 5 membrii.

+

Tipul Struct 2) Scriind la sfârșit numele variabilelor: typedef struct Student { int id; char nume[20]; char prenume[20]; int grupa; int note[10];

} s1,s2;

+ Tipul Struct

Pentru accesul la câmpurile unei variabile de tip struct se foloseşte operatorul de selecţie directă, notat cu ‘.’, operator cu prioritate maximă.

+ Tipul Struct  Dacă

s este o variabilă de tipul Student.

 Atunci:  s.nume

– reprezintă şirul nume al variabilei s;  s.nume[0] - reprezintă primul caracter al şirului nume;  s.nota[0] – reprezintă prima nota a variabilei s.

+ Tipul Struct 

Definirea variabilelor  Student s1, *ps1, studenti[20];



Inițializare  La definire  Student s2 = {2120, "Ionut", "Popa", 1043, {10, 8, 9}};  Alocare memoriei  ps1 = (Student *)malloc(sizeof(Student));



Referirea cîmpurilor  Variabile simple  strcpy(s1.nume, “Ionut");  s1.id = 2121;  studenti[0].nota[2] = 10;  Variabile pointer  strcpy(ps1->nume, “Ionut");  ps1->id = 2121;  ps1->note[2] = 10;

+ Tipul Struct 

Între două variabile de acelaşi tip struct se poate folosi atribuirea.



Dacă s1, s2 sunt două variabile de tip Student, prin atribuirea s1=s2, variabila s1 ia aceeaşi valoare ca variabila s2.

+ Tipul Struct Putem avea un tip structurat ce conține în interiorul său un alt tip structurat. struct data { int an, luna, zi;

} typedef struct persoana { char nume[20]; char adresa[30]; data datan; int cod; } pers;



pers.datan.an=2019

+ Tipul Struct typedef struct persoana { char nume[20]; char adresa[30];

typedef struct { int an, luna, zi;

} datan; int cod;

} pers;



pers.datan.an=2019

+

Tipuri de fişiere în C/C++

 Fișiere

utilizator

 Text  Binare  Fișiere

standard

 stdout  stdin  stderr

 stdprn  stdaux

+

Fişiere text şi binare

 Există

două tipuri de fişiere cu care se poate opera într-un program:

 Fişierele 

stochează datele ca o secvenţă de caractere alfanumerice şi conţinutul acestor fişiere poate fi vizualizat şi poate fi editat direct cu ajutorul unui editor de texte.

 Fişierele 

text:

binare:

stochează informația fără prelucrări exact așa cum apare ea în memorie

+

Moduri de deschidere a fişierelor

Mod

Scop

a

• • • •

Deschide un fişier existent pentru adăugare la sfârşit (extindere) sau Îl creează dacă nu există. Este permisă numai scrierea. Numai pentru fişiere text.

r

•

Deschide un fişier existent numai pentru citire

w

• •

Suprascrie un fişier existent sau creează unul nou, Permite numai operaţia de scriere

• a+

• •

Deschide un fişier existent pentru adăugare la sfârşit (extindere) sau îl creează dacă nu există. Sunt permise citiri şi scrieri. Numai pentru fişiere text.

r+

•

Deschide un fişier existent pentru citire şi scriere

w+

• •

Suprascrie un fişier existent sau creează unul nou. Permite atât citiri cât şi scrieri.

Se poate adăuga: b – fişiere binare sau t – fişiere text

+

Moduri uzuale de deschidere a fişierelor Operaţia de gestiune

Fişiere text

Fişiere binare

Creare

w

wb

Consultare

r

rb

Actualizare Creare şi actualizare Extindere

r+b w+ a

rwb, w+b

+

Organizarea externă a datelor în fișiere



Structură de date externe



Colecție omogenă din punct de vedere al:  



Caracteristici:  



Conținutului: articole/înregistrări Prelucrărilor

Externe: nume, extensie, atribute Interne

Abordare:  

Nivel logic Nivel fizic

+

Organizarea externă a datelor în fișiere A1

A2

început de fişier

…

Ak

…

separatori de articole

An

eof marcator sfârşit de fişier

Separatorii şi marcatorul sfârşit de fişier pot fi fizici sau logici.

+

Fisiere: Abordare la nivel logic Înregistrare logică

C1 Ak

C2

...

separatori de câmpuri

• Articole cu lungime: • fixă • variabilă

Lk

Ak

Cm

+ Fişiere: Abordare la nivel fizic Zona tampon (buffer) • Blocul (înregistrare fizică) Ai+1 Ai+2

...

Ai+k

I/

/O

Ai+j

MP

Zona articol

+

Moduri de acces la articole

Acces  determinarea adresei Adresă articol = Adresă fişier + Deplasare A1

A2

…

Ak-1

Ak

…

An

D(Ak) Pointer (poziția curentă în fișier)

eof

+

Moduri de acces la articole

 Acces

secvențial

 Acces

direct

 Acces

dinamic

+

Moduri de acces la articole

 Acces secvenţial A1

…

A2

Ak-1

Ak

…

An

D(Ak)

• Pentru articole cu lungime fixă: D(A1) = 0 D(Ak) = D(Ak-1) + Lart; k=2,3,…,n

eof

+

Moduri de acces la articole

 Acces secvenţial (cont.) • Pentru articole cu lungime variabilă:

D(A1) = 0 D(Ak) = f(D(Ak-1)) = D(Ak-1) + Lartk-1; k=2,3,…,n

+

Moduri de acces la articole  Acces direct după numărul relativ 0

1

…

k-1

…

n-1

( 1

2

…

k

…

n

A1

A2

…

Ak

…

An

)

eof

P(Ak)

Numărul relativ: P(Ak) = k-1 sau P*(Ak) = k Deplasamentul:

D(Ak) = P(Ak) x Lart sau D(Ak) = P*(Ak) x Lart

+

Moduri de acces la articole

 Acces direct după cheie C1

C2

Ck

Cn eof

A1

A2

…

Deplasamentul:

Ak

…

An

D(Ak) = f(cheiek)

 cheie primară



Cheia cu valori unice



Cheia cu valori duplicate  cheie secundară

+

Metode de organizare a fişierelor

 Principiile

și regulile după care se memorează articolele unui fișier pe suportul de memorie extern  se asigură protecția și regăsirea acestora

+

Metode de organizare a fişierelor

 Organizare

Secvenţială

 Organizare

Relativă

 Organizare

Indexată

+

Operaţii de intrare/ieşire la nivel de fişier

 Procesarea







conținutului unui fișier presupune:

Deschiderea fișierului  fişier nou  fişier existent Prelucrarea conținutului acestuia (citiri, scrieri) Închiderea fișierului

+

Nivelul superior de prelucrare a fişierelor



Fişierul se descrie ca pointer către predefinită (FIB - File Information Block) 

FILE* fis;



FILE * un tip structură definită în stdio.h

o

structură

+

Operaţii la nivel de fişier



Deschiderea fişierelor





FILE* fopen(const char* nume_extern, const char* mod);

Asignarea fişierelor



FILE *fis = fopen(nume_extern, mod);

exemplu: 1. FILE* f; f= fopen(“lista.txt”,"r"); 2.

FILE* f; fopen_s(&f, nume,"r");

+



Operaţii la nivel de fişier

Închiderea fişierelor



int fclose(FILE* f);

+ Exemplu char *numeFisier = "test.dat";

char *numeFisier = "test.dat";

FILE *fis = fopen(numeFisier, “rb");

FILE *fis;

if (fis != NULL)

if (fopen(numeFisier, “rb") != NULL)

{

{ //… fclose(fis);

//… fclose(fis); }

}

+



Operaţii la nivel de fişier Redenumirea (mutarea) unui fişier





int rename(const char* nume_vechi, const char* nume_nou);

Ştergerea unui fişier 

int remove(const char* cale);

+

Operaţii la nivel de fişier



Revenirea la începutul fişierului  void rewind(FILE *f);



Testarea sfârşitului de fişier  int feof(FILE* f);



Golirea zonei tampon  int fflush(FILE* f);

+

Operaţii de intrare/ieşire la nivel de articol  Scriere  Citire

 Poziţionare  Rescriere  Ştergere

+

Operaţii de citire/scriere cu conversie 

Scrierea pe bază de format 



Citirea pe bază de format 



char * fgets(char *sir, int nrMax, FILE *fis)  nrMax – 1 sau EOL

Scrierea unui caracter 



int fputs(const char *sir, FILE *fis)

Citirea unui șir de caractere 



int fscanf(FILE *fis, const char *spec, …)

Scrierea unui șir de caractere 



int fprintf(FILE *fis, const char *spec, …)

int fputc(int car, FILE *fis)

Citirea unui caracter 

int fgetc(FILE *fis)

+

Operaţii de citire/scriere cu conversie 

stdin și stdout sînt fișiere text



Citirea de la tastatură





citirea din fișiere text (stdin)



fscanf( stdin, "%d", &x );



sau scanf( "%d", &x );

Scrierea pe ecran 

Scrierea în fișiere text (stdout)



fprintf( stdout, "%d", x);



sau printf("%d", x);

+



Operaţii de citire/scriere fără conversie Citirea dintr-un fişier binar





size_t fread(void* ptr, size_t dim, size_t n, FILE* f);

Scrierea într-un fişier binar



size_t fwrite(const void* ptr, size_t dim, size_t n, FILE* f);

+ Exemplu 

Citirea unei înregistrări dintr-un fișier:  fread(&inreg,



sizeof(tipInreg), 1, fis);

Citirea a zece (10) înregistrări dintr-un fișier:  fread(vectInreg,



Scrierea unei înregistrări intr-un fișier:  fwrite(&inreg,



sizeof(tipInreg), 10, fis);

sizeof(tipInreg), 1, fis);

Scrierea a zece (10) înregistrări intr-un fișier:  fwrite(vectInreg,

sizeof(tipInreg), 10, fis);

+ 



Operaţii de poziţionare în fisier Determinarea poziţiei curente 

int fgetpos(FILE* f, fpos_t* poziţie);



long ftell(FILE* f);

Poziţionarea în fişier 

int fsetpos(FILE* f, const fpos_t poziţie);



int fseek(FILE* f, long deplasare, int origine);



Originea poate fi: 

SEEK_SET (0)



SEEK_CUR (1)



SEEK_END (2)

+ Exemplu 

Determinarea poziției curente in fișier





long pozCrt = ftell(fis);

Poziționare la sfîrșitul fișierului



fseek(fis, 0, SEEK_END);

+

Fișiere text ca surse de date

 Fișierele  

text sunt utilizate în aplicații ca:

Sursă de date inițiale Raport final

+

Fișiere text ca surse de date

float a[10]; int i, l = 0; preluare_vector_1("test.txt", a, &l); Vectorul preluat are 6 elemente: 1.11 2.22 3.33 4.44 5.55 23.12 if(!l) printf("\n\nNu s-a putut deschide fisierul sau nu sint elemente"); else { printf("\n\nVectorul preluat are %d elemente: \n",l); for(i=0;i
+

Fișiere text ca surse de date

void preluare_vector_1(char * nume, float v[], int* n) { float x; FILE *f ; f= fopen(nume,"r"); *n=0; if(f) { while(fscanf(f, "%f", &x) > 0) { v[(*n)++]=x; } } }

fclose(f);

+

Fișiere text ca surse de date

void preluare_vector_2(char * nume, float v[], int* n) { float x; FILE* f; fopen_s(&f, nume,"r"); *n=0; if(f) { fscanf_s(f, "%f", &x); while(!feof(f)) { v[*n]=x;(*n)++; fscanf_s(f, "%f", &x); } fclose(f); } }

+ Bibliografie  C.

Uscatu, C. Cocianu, M. Mircea, L. Pocatilu, Algoritmi si tehnici de programare. Aplicații, Editura ASE București 2015 Uscatu, M. Popa, L. Bătăgan, C. Silvestru, Programarea Calculatoarelor. Aplicații, Ed. ASE, 2012

 C.

Gh. Roşca, B. Ghilic-Micu, C. Cocianu, M. Stoica, C. Uscatu, M. Mircea, Programarea calculatoarelor. Algoritmi în programare, Ed. ASE Bucureşti, 2007

 I.

Gh. Roşca, B. Ghilic-Micu, C. Cocianu, M. Stoica, C. Uscatu, Programarea calculatoarelor. Ştiinţa învăţării unui limbaj de programare, Teorie şi aplicaţii, Ed. ASE, 2003

 I.