Wykłady z podstaw programowania f& Język C/C++
9. Wybrane elementy biblioteki
standardowej języka C
Przetwarzanie łańcuchów znakowych
W języku C/C++ nie istnieje osobny typ tekstowy, na którym można
wykonać pewne operacje, np. operację kopiowania, łączenia tekstów. Zamiast
tego posługujemy się łańcuchem znaków interpretowanym jako wartość
tekstowa. Wartości takie przechowane są w tablicach znakowych typu char [].
W przypadku stałych tekstowych do przechowywania używane są ustalone
tablice znakowe typu const char [].
Operacje tekstowe w C/C++ są wykonywane przez odpowiednie funkcje
przetwarzania łańcuchów, dostępne w bibliotece standardowej języka poprzez
plik nagłówkowy: . Większość funkcji jako argument (jeden lub
dwa) przyjmuje wskazanie na pierwszy znak danego łańcucha, natomiast
rezultatem funkcji jest zwykle wskaz
nik będący jednym z przekazanych
argumentów (zwykle jest to łańcuch docelowy).
Długość tekstu w C/C++ nie jest nigdzie zapamiętana - zakłada się że
tekst kończy się znakiem o kodzie 0 ('\0'). Jeśli w tekście występuje znak '\0' w
innym miejscu niż na końcu lub nie występuje wcale, to standardowe funkcje
operacji na tekstach nie będą działać poprawnie.
1
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Wykłady z podstaw programowania f& Język C/C++
Funkcje operacji na tekstach
Przetwarzanie łańcuchów znakowych odbywa się poprzez funkcje
zadeklarowane w pliku ; najczęściej stosowane to:
strlen - zwraca długość podanego łańcucha str na podstawie
znaku '\0' kończącego łańcuch;
int strlen(const char *str);
strcat - dołącza na końcu tekstu wskazywanego przez dest kopię
tekstu src; rezultat jest zakończony znakiem '\0'; nie jest
alokowana pamięć - połączone teksty muszą się zmieścić w
obszarze wskazywanym przez dest;
char *strcat(char *dest,const char *src);
strcpy - kopiuje tekst przekazany w parametrze src do obszaru
pamięci wskazywanego przez dest; kopiowanie kończy się w
momencie skopiowania znaku '\0';
char *strcpy(char *dest,const char *src);
strcmp - służy do porównywania tekstów; teksty porównywane
są znak po znaku od lewej do prawej, aż do napotkania pierwszej
niezgodności; duże i małe litery są rozróżniane; porównywanie
odbywa się według kodów stosowanych na danej maszynie
(ASCII); funkcja zwraca wartość mniejszą od 0, jeśli str1 jest
mniejszy od str2, większą od 0 jeśli str1 jest większy od str2 lub
równą 0 jeśli oba łańcuchy są identyczne;
int strcmp(const char *str1,const char *str2);
2
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Wykłady z podstaw programowania f& Język C/C++
strchr - zwraca wskaz
nik na pierwsze wystąpienie znaku chr w
tekście wskazywanym przez str; jeśli znak nie występuje
zwracany jest wskaz
nik zerowy (NULL);
char *strchr(char *str,int chr);
strstr - znajduje pierwsze wystąpienie ciągu znaków str2
(wyłączając kończący znak '\0') w tekście str1 i zwraca wskaz
nik
do znalezionego ciągu znaków; jeśli ciąg znaków nie został
znaleziony zwracana jest wartość NULL; jeśli str2 jest ciągiem
pustym - zwracany jest wskaz
nik str1;
char *strstr(char *str1,const char *str2);
Przykład 1:
#include
#include
void main()
{
char napis[80], wynik[80];
printf("napis = ");
gets(napis); /* pobierz linie z konsoli */
strcpy(wynik, napis); /* wynik=napis */
strcat(wynik, napis); /* wynik=wynik+napis */
printf("wynik = %s\n", wynik);
}
3
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Wykłady z podstaw programowania f& Język C/C++
Przykład 2:
#include
#include
void main()
{
char napis1[80], napis2[80];
/* Wczytanie dwoch lancuchow
i wypisanie ich w porzadku
alfabetycznym (leksykograficznym):
*/
printf("n1 = ");
gets(napis1);
printf("n2 = ");
gets(napis2);
if (strcmp(napis1, napis2) < 0) { /* napis1 < napis2 */
printf("\n%s\n", napis1);
printf("%s\n", napis2);
} else { /* napis1 >= napis2 */
printf("\n%s\n", napis2);
printf("%s\n", napis1);
}
}
Przetwarzanie plików danych
W języku C/C++ dostęp do plików w operacjach we/wy odbywa się
poprzez abstrakcyjną strukturę strumienia danych, zawierającą wszystkie
informacje opisujące dany plik. Dla każdego zwykłego pliku należy utworzyć
nową strukturę odpowiedniego strumienia, zanim rozpocznie się przetwarzanie
pliku. W języku C struktura ta nosi nazwę FILE.
4
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Wykłady z podstaw programowania f& Język C/C++
Pojęcie strumienia danych wykracza poza zwykłe pliki przechowywane
na dysku i obejmuje również inne urządzenia fizyczne, do których można
wysyłać dane lub z których można dane odczytywać. Strumienie zatem mogą
być związane z klawiaturą, ekranem, drukarką itp.
W języku C istnieje kilka predefiniowanych strumieni we/wy, z których
najważniejsze to: strumień stdin reprezentujący standardowe urządzenie
wejściowe (klawiatura) oraz strumień stdout reprezentujący standardowe
urządzenie wyjściowe (ekran) w systemie. Niebuforowane operacje wyjścia
można wykonywać poprzez strumień stderr, który również związany jest z
ekranem; strumień ten zwykle służy do wyprowadzania komunikatów o
błędach programu.
Funkcje operacji na plikach danych
Przetwarzanie plików danych odbywa się poprzez funkcje
zadeklarowane w pliku ; najważniejsze to:
fopen - otwiera plik o podanej nazwie i trybach otwarcia, tworzy
strukturę strumienia związanego z plikiem i zwraca wskaz
nik do
struktury; gdy otwarcie się nie powiedzie - zwraca wartość NULL;
FILE *fopen(const char *nazwa, const char *tryb);
Nazwa pliku może zawierać ścieżce dostępu. W przypadku ścieżek o formacie
dosowym należy użyć znaku '\\'. Tryb otwarcia pliku przyjmuje wartości: "r" -
odczyt pliku istniejącego, "w" - utworzenie nowego pliku do zapisu z
usunięciem pliku istniejącego, "a" - zapis na końcu pliku nowego lub
istniejącego, "r+" - odczyt i zapis pliku istniejącego, "w+" - utworzenie
nowego pliku do zapisu i odczytu z usunięciem pliku istniejącego, "a+" - zapis
i odczyt na końcu pliku nowego lub istniejącego. Dodatkowo w trybie można
podać rodzaj pliku: "b" - binarny oraz "t" - tekstowy.
5
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Wykłady z podstaw programowania f& Język C/C++
fclose - zamyka plik i niszczy podaną strukturę strumienia
związanego z plikiem; zwraca 0, gdy operacja zamknięcia się
powiodła;
int fclose(FILE *plik);
fprintf - sformatowany zapis danych do podanego strumienia;
działanie analogiczne do funkcji printf;
int fprintf(FILE *plik, const char *format, ...);
fscanf - sformatowany odczyt danych z podanego strumienia;
działanie analogiczne do funkcji scanf;
int fscanf(FILE *plik, const char *format, ...);
fwrite - niesformatowany zapis danych do podanego strumienia;
zwykle stosuje się dla plików binarnych; zwraca liczbę zapisanych
jednostek;
size_t fwrite(const void *bufor, size_t rozmiar,
size_t ilosc, FILE *plik);
gdzie bufor jest wskaz
nikiem do obszaru zawierającego dane do zapisu,
rozmiar jest liczbą bajtów jednostki danych w buforze, ilosc określa, ile
jednostek należy zapisać do strumienia.
fread - niesformatowany odczyt danych z podanego strumienia;
zwykle stosuje się dla plików binar.; zwraca liczbę odczytanych
jednostek;
size_t fread(void *bufor, size_t rozmiar, size_t
ilosc, FILE *plik);
gdzie bufor jest wskaz
nikiem do obszaru, do którego zostaną przesłane dane
odczytane ze strumienia, rozmiar jest liczbą bajtów jednostki danych, ilosc
określa, ile jednostek należy odczytać ze strumienia.
6
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Wykłady z podstaw programowania f& Język C/C++
Przykład:
#include
void main(void)
{
FILE *plik;
double tab[25];
int i, n;
if ((plik = fopen( "dane.bin", "w+b" )) != NULL) {
for ( i = 0; i < 25; i++ ) tab[i] = i*1.1;
fwrite( tab, sizeof( double ), 25, plik );
fclose( plik );
} else
printf( "Blad otwarcia pliku do zapisu\n" );
if ((plik = fopen( "dane.bin", "r+b" )) != NULL) {
n=fread( tab, sizeof( double ), 25, plik );
printf( "elem. odczytanych: %d\n", n );
fclose( plik );
} else
printf( "Blad otwarcia pliku do odczytu\n" );
}
Dynamiczny przydział pamięci
Obok zmiennych o statycznej i automatycznej klasie pamięci w
programach mogą istnieć również zmienne dynamicznej klasy pamięci, zwane
w skrócie zmiennymi dynamicznymi. Zmiennym tym przydziela się pamięć w
specjalnym obszarze zwanym stertą lub pamięcią wolną.
O ile zmienne statyczne istnieją przez cały czas działania programu,
zmienne dynamiczne są tworzone i usuwane w dowolnym momencie
przebiegu programu. Pod tym względem zmienne te są podobne do zmiennych
automatycznych, jednakże do ich zarządzania (tworzenia/usuwania) należy
użyć specjalnych funkcji standardowych.
7
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Wykłady z podstaw programowania f& Język C/C++
Funkcje przydziału i operowania pamięcią
Przydział pamięci na stertcie odbywa się poprzez funkcje zadeklarowane
w pliku ; najczęściej stosowane to:
malloc - tworzy zmienną dynamiczną o podanym rozmiarze i
zwraca wskaz
nik do zmiennej;
void *malloc(size_t rozmiar);
Ponieważ utworzona zmienna nie posiada określonego typu (jest amorficzna),
więc w celu dostępu do zmiennej należy zastosować odpowiednią konwersję
do żądanego typu.
free - niszczy zmienną dynamiczną o podanym adresie;
void free(void *adres);
Dodatkowe operacje na dowolnej amorficznej pamięci odbywają się
poprzez funkcje zadeklarowane w pliku , np.:
memset - wypełnia obszar pamięci o podanym adresie
wartościami danego bajtu o podanej ilości; zwraca adres;
void *memset(void *adres, int bajt, size_t ilosc);
memcpy - kopiuje podaną ilość bajtów z obszaru z
ródłowego do
obszaru docelowego; zwraca adres docelowy;
void *memcpy(void *cel, const void *zrodlo,
size_t ilosc);
8
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Wykłady z podstaw programowania f& Język C/C++
Przykład:
#include
#include
void main(void)
{
double *tab;
int i, n;
n = 25*sizeof( double );
tab = (double *)malloc(n);
memset(tab, 0, n);
for ( i = 0; i < 25; i++ )
tab[i] = i*1.1;
free(tab);
}
9
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com