Standardowe wejście i wyjście

Mechanizmy wejścia i wyjścia nie są częścią samego języka C, ale zostały zebrane jako zestaw funkcji odpowiedzialnych za ich reazlizację w standardowej bibliotece. Zaimplementowany model wejścia i wyjścia jest bardzo prosty i opiera się na znakach. W modelu tym strumień znaków składa się z ciągu wierszy. Do biblioteki należy zrobienie wszystkiego co niezbędne aby z punktu wiedzenia progrmisty każde urządzenie na którym można wykonać operację wejścia i/lub wyjścia odpowiadało temu modelowi bez względu na jego fizyczne własności. Uogólnienie to najbardziej widoczne jest w sytemach typu Unix gdzie na przykład dostęp do karty muzycznej odbywa się tak jak do zwykłego pliku.

getchar, putchar

Najprostszym mechanizmem wejścia jest czytanie po jednym znaku ze standardowego wejścia, którym zwykle jest klawiatura. Dokonujemy tego za pomocą funkcji getchar

int getchar(void)

koder.exe <  dane.dat

program1.exe | program2.exe

Funkcja

int putchar(int)

makemess.exe > file.txt

Mimo całej swej prostoty funkcje te dają dość duże możliwości. Przyjrzymy się zresztą poniższym przykładom

#include <stdio.h>

int main(void)
{
  char c;
  
  while((c=getchar())!=EOF)
    putchar(c+2);
     
  return 0;
}

#include <stdio.h>

int main(void)
{
  char c;
  
  while((c=getchar())!=EOF)
    putchar(c-2);
     
  return 0;
}

a
b
c
d
e
f
g
h

C:\koder.exe < test.txt
cdefghij
C:\koder.exe < test.txt > testc.txt
C:\dekoder.exe < testc.txt
a
b
c
d
e
f
g
h
C:\koder.exe < test.txt | dekoder.exe
a
b
c
d
e
f
g
h

printf - formatowane wyjście

int printf(char *format, arg1, arg2, ...)

• znak minus, wymuszający dosunięcie przekształconego argumentu do lewego krańca jego pola,
• liczba określająca minimalny rozmiar pola,
• kropka, oddzielająca rozmiar od precyzji,
• liczba określająca precyzję
  • dla tekstu jest to maksymalna liczba znaków
  • dla liczb zmiennoprzecinkowych jest to liczba cyfr po kropce dziesiętnej
  • dla liczb całkowitych jest to liczba cyfr
• jedna z poniższych liter
  • h - jeśli odpowiedni argument jest typu short lub unsigned short,
  • l - jeśli odpowiedni argument jest typu long lub unsigned long,
  • L - jeśli odpowiedni argument jest typu long double

Inne wcielenia printf-a: sprintf, fprintf

int sprintf (char *string, char *format, arg1, arg2, ...)

int fprintf (FILE *f, char *format, arg1, arg2, ...)

1. string oznacza tablicę w której będzie zapisany tekst (zakończony znakiem '\0'); tablica musi być na tyle duża aby pomieścić tekst wraz ze znakiem '\0'. Jako wynik funkcja zwraca liczbę wypisanych znaków, nie uwzględniając znaku '\0'. W przypadku błędu zwracana jest liczba ujemna.
2. f oznacza strumień (plik), do którego zostaną wypisane znaki.

#include <stdio.h>

#define ROZMIAR 10
#define PRECYZJA 1

int main(void)
{
  char c1='a';
  char c2=98;
  char *napis="Napis";
  int i1=-12,i2=12;
  unsigned int ui1=-12,ui2=12;
  float f1=1.2,f2=0.00001;
  double d1=1.2,d2=0.00001;
  
  //napis
  printf(":%s:\n",napis);
  printf(":%10s:\n",napis);
  printf(":%.3s:\n",napis);
  printf(":%-10s:\n",napis);
  printf(":%10.3s:\n",napis);
  printf(":%-10.3s:\n",napis);
  //znaki mozna interpretowac jak liczby i odwrotnie
  printf("%c %c %d %d\n",c1,c2,c1,c2);
  printf("%o %o %x %x\n",c1,c2,c1,c2);
  //proba interpretacji char'a jako float'a
  printf("%f %e %f %e\n",c1,c2,c1,c2);
  printf("%d %d %u %u\n",i1,ui1,i1,ui1);//tu chyba nie jest dobrze :))
  printf("%d %d %u %u\n",i2,ui2,i2,ui2);
  //zmiennoprzecinkowe
  printf("%f %e %f %e\n",f1,f1,d1,d1);
  printf("%5.2f %5.2e %5.2f %5.2e\n",f1,f1,d1,d1);
  printf("%g %g %g %g\n",f1,f2,d1,d2);
  printf("%*.*f\n",ROZMIAR,PRECYZJA,f1);
  
  return 0;
}

:Napis:
:     Napis:
:Nap:
:Napis     :
:       Nap:
:Nap       :
a b 97 98
141 142 61 62
0.000000 2.079556e-312 0.000000 7.666593e+268
-12 -12 4294967284 4294967284
12 12 12 12
1.200000 1.200000e+000 1.200000 1.200000e+000
 1.20 1.20e+000  1.20 1.20e+000
1.2 1e-005 1.2 1e-005
       1.2

scanf - formatowane wejście

Odpowiednikiem funkcji printf działającym w przeciwnym kierunku jest funkcja scanf

int scanf (char * format, ...)
Funkcja scanf wczytuje znakie ze standardowego wejścia, interpretuje je zgodnie ze specyfikacjami zawartymi w argumencie format i zapamiętuje wyniki w miejscach określonych przez pozostałe argumenty, z których każdy musi być wskaźnikiem. Funkcja zatrzymuje się gdy zinterpretuje wszystkie znaki formatu lub gdy pewna dana nie pasuje do żądanej specyfikacji przkształcenia. Wartością zwracaną jest liczba wczytanych i przypisanych danych wejściowych. Po napotkaniu końca pliku funkcja zwraca EOF. Podobnie jak pintf także scanf posiada kilka innych wcieleń, po opis których odsyłam do odpowiednich książek :))

#include <stdio.h>

int main(void)
{
  int i,r,m,d;
  float f;
  char s[11];
  
  printf("Podaj int'a: ");
  scanf("%d",&i);
  printf("Podany int to: %d\n",i);
  printf("Podaj float'a: ");
  scanf("%f",&f);
  printf("Podany float to: %f\n",f);
  printf("Podaj string'a (max 10 znakow): ");
  scanf("%s",&s);
  printf("Podany string to: %s\n",s);
  printf("Podaj date w formacie rrrr-mm-dd: ");
  scanf("%d-%d-%d",&r,&m,&d);
  printf("Podano date: %d-%d-%d",r,m,d);
  
  return 0;
}

C:\program.exe
Podaj int'a: 12
Podany int to: 12
Podaj float'a: 1.2
Podany float to: 1.200000
Podaj string'a (max 10 znakow): fulmanp
Podany string to: fulmanp
Podaj date w formacie rrrr-mm-dd: 2004-05-16
Podano date: 2004-05-16

Obsługa plików

Przed czytaniem pliku należy go otworzyć, czyli powiązać zewnętrzną nazwę czytelną dla człowieka, na przykład moje_wazne_dane.mp3 ze zmienną reprezentującą ten plik w programie. Dokonujemy tego za pomocą funkcji fopen. Przyjmuje ona jako argumenty nazwę (name)oraz tryb (mode)w jakim należy plik otworzyć, zwraca zaś wskaźnik (deskryptor) pliku

FILE * fopen(char *name, char *mode)

W przypadku błędu funkcja zwraca NULL Dostępne są następujące tryby

• r otwórz plik tekstowy do czytania;
• w otwórz plik tekstowy do pisania; jeśli istnieje, skasuj jego zawartość;
• a dopisuj; otwórz plik do dopisywania na końcu; jeśli nie istnieje, to utwórz;
• r+ otwórz plik tekstowy do aktualizacji (czytania i pisania);
• w+ utwórz plik tekstowy do aktualizacji; jeśli istnieje, skasuj jego zawartość
• a+ dopisuj; otwórz plik do aktualizacji, dopisuj na końcu; jeśli nie istnieje, to utwórz;

Jeśli plik został poprawnie otworzony to możemy użyć funkcji pozwalających na operowanie na nim. Nie zostaną one tutaj wymienione - odsyłam do odpowiedniej literatury.

Po zakończeniu operacji na pliku należy plik zamknąć czyli zwolnić używany deskryptor pliku. W tym celu posługujemy się funkcją fclose

int fclose(FILE *f)

Wprawdzie funkcja fclose wywoływana jest automatycznie dla wszystkich otwartych plików, gdy program kończy się normalnie, ale większość systemów operacyjnych nakłada ograniczenie na ilość jednocześnie otwartych plików w jednym programie, dlatego też należy zwalniać je samemu gdy tylko przestaną być potrzebne.

#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv)
{
  FILE *fin,*fout;
  char c;
  int i;
  
  if(argc!=3)
  {
    printf("Zla ilosc parametrow\n");
    return -1;
  }
  
  fin=fopen(argv[1],"r");
  fout=fopen(argv[2],"w");
  
  if(fin==NULL)
  {
    printf("Nie moge otworzyc pliku %s\n",argv[1]);
    return -1;
  }
  if(fout==NULL)
  {
    printf("Nie moge otworzyc pliku %s\n",argv[2]);
    fclose(fin);
    return -1;
  }
  
  for(i=1;(c=fgetc(fin))!=EOF;i++)
    fputc(~c,fout);
  
  fclose(fin);
  fclose(fout);
  
  return 0;
}

To jest
taki
sobie pliczek
testowy

Wywołanie:
C:\koder.exe test.txt testc.txt

Efekt (zawartość pliku testc.txt):
Ťß•šŚ‹ő‹ž”–őŚ–šßŹ“–ś…š”ő‹šŚ‹ˆ†

Wywołanie:
C:\koder.exe testc.txt testd.txt

Efekt (zawartość pliku testd.txt):
To jest
taki
sobie pliczek
testowy

#include <stdio.h>

int main(void)
{
  char c=10;
  int i=12;
  float f=12.3;
  FILE *fout;
  
  fout=fopen("wyniki.bin","wb");
  fwrite(&c,sizeof(char),1,fout);
  fwrite(&i,sizeof(int),1,fout);
  fwrite(&f,sizeof(float),1,fout);
  fclose(fout);
  
  fout=fopen("wyniki.bin","rb");
  fread(&c,sizeof(char),1,fout);
  fread(&i,sizeof(int),1,fout);
  fread(&f,sizeof(float),1,fout);
  fclose(fout);
  
  printf("Odczytalem: %d %d %f\n",c,i,f);
  return 0;
}

C:\prog.exe
Odczytalem: 10 12 12.300000

Zawartość pliku wyniki.bin:

   ÍĚDA

#include <stdio.h>

int main(void)
{
  FILE *fin;
  int i;
  char c;
  
  if(fin=fopen("test.txt","r"))
    for(i=1;(c=fgetc(fin))!=EOF;i++);
  else
    return -1;
  printf("Ilosc odczytanych znakow: %d\n",i);
  fclose(fin);
  if(fin=fopen("test.txt","rb"))
    for(i=1;(c=fgetc(fin))!=EOF;i++);
  else
    return -1;
  printf("Ilosc odczytanych znakow: %d\n",i);
  fclose(fin);
  
  return 0;
}

C:\prog.exe
Ilosc znakow odczytanych w trybie tekstowym: 35
Ilosc znakow odczytanych w trybie binarnym: 38

Przy uruchamianiu programu napisanego w języku C środowisko systemu operacyjnego jest odpowiedzialne za otwarcie trzech plików i udostępnienie programowi ich wskaźników. Plikami tymi są

• standardowe wyjście stdout (normalnie powiązane z ekranem)
• standardowe wejście stdin (normalnie powiązane z klawiaturą)
• standardowe wyjście dla błędów stderr (normalnie powiązane z ekranem)

#include <stdio.h>

int main(void)
{
  int i;
  
  fscanf(stdin,"%d",&i);
  fprintf(stdout,"Podana liczba to %d\n",i);
  fprintf(stderr,"Nie ma bledu\n");
  return 0;
}

C:\prog.exe
12
Podana liczba to 12
Nie ma bledu
C:\prog.exe > stdout.txt
12
Nie ma bledu

Zawartosc pliku stdout.txt:
Podana liczba to 12