Теоретические сведения. Файл– это именованная область внешней памяти, в которой хранится логически завершенный объем данных

Файл– это именованная область внешней памяти, в которой хранится логически завершенный объем данных. Файл имеет следующие характерные особенности:

· имеет имя на диске, что дает возможность программам идентифицировать и работать с несколькими файлами;

· длина файла ограничивается только емкостью диска.

Часто бывает необходимо ввести некоторые данные из файла или вывести результаты в файл. Например, бывает необходимо обрабатывать массивы, которые слишком велики, чтобы полностью разместиться в памяти.

Файлы делятся на текстовые и двоичные.

Текстовый файл – это файл, в котором каждый символ из используемого набора символов хранится в виде одного байта (кода, соответствующего символу). Текстовые файлы разбиваются на несколько строк с помощью специального символа «конец строки». Текстовый файл заканчивается специальным символом «конец файла».

Двоичный файл – файл, данные которого представлены в бинарном виде. При записи в двоичный файл символы и числа записываются в виде последовательности байт (в своем внутреннем двоичном представлении в памяти компьютера).

Особенностью языка С++ является отсутствие в нем структурированных файлов. Все файлы рассматриваются как неструктурированная последовательность байтов. При таком подходе понятие файла распространяется и на различные устройства.

В С++ существуют специальные средства ввода-вывода данных. Все операции ввода-вывода реализуются с помощью функций, которые находятся в библиотеке С++. Библиотека С++ поддерживает три уровня ввода-вывода:

· потоковый ввод-вывод;

· ввод-вывод нижнего уровня;

· ввод-вывод для консоли и портов (зависит от ОС).

Поток– это абстрактное понятие, относящееся к любому переносу данных от источника к приемнику.

Функции библиотеки ввода-вывода языка С++, поддерживающие обмен данными с файлами на уровне потока, позволяют обрабатывать данные различных размеров и форматов, обеспечивая при этом буферизованный ввод и вывод. Таким образом, поток представляет собой это файл вместе с предоставленными средствами буферизации.

Чтение данных из потока называется извлечением, вывод в поток – помещением (включением).

Поток определяется как последовательность байтов и не зависит от конкретного устройства, с которым производится обмен (оперативная память, файл на диске, клавиатура или принтер). Обмен с потоком для увеличения скорости передачи данных производится, как правило, через специальную область оперативной памяти – буфер. Буфер накапливает байты, и фактическая передача данных выполняется после заполнения буфера (рис.). При вводе это дает возможность исправить ошибки, если данные из буфера еще не отправлены в программу.

Рис. Буферизация данных при работе с потоками

При работе с потоком можно:

· открывать и закрывать потоки (связывать указатели на поток с конкретными файлами);

· вводить и выводить строку, символ, форматированные данные, порцию данных произвольной длины;

· анализировать ошибки ввода-вывода и достижения конца файла;

· управлять буферизацией потока и размером буфера;

· получать и устанавливать указатель текущей позиции в файле.

Когда программа начинает выполняться, автоматически открываются пять потоков, из которых основными являются:

· стандартный поток ввода (на него ссылаются, используя предопределенный указатель на поток stdin);

· стандартный поток вывода (stdout);

· стандартный поток вывода сообщений об ошибках (stderr).

По умолчанию стандартному потоку ввода stdin ставится в соответствие клавиатура, а потокам stdout и stderr соответствует экран монитора.

В С++ операции с файлами можно осуществлять в двух режимах: форматированном и потоковом.

Рассмотрим основные функции для работы с файлами в форматированном режиме.