Лекция 2

Файловый ввод/вывод

#include <stdio.h> - описание функций библиотеки ввода/вывода
Функции перед вызовом должны быть описаны, чтобы компилятор мог правильно их обработать

Файл - данные, у которых есть имя.

Процесс работы с файлом:
1. Начать работу с файлом (открыть файл). Входные данные: имя файла (возможно, содержит путь к этому файлу).
   Выходные данные - указатель на дескриптор файла.
2. Читать из файла. При этом указатель двигается вперед, указывает на непрочитанные данные.
3. Писать в файл. Указатель сдвигается вперед и указывает на конец записанных данных
4. Закончить работу с файлом (закрыть файл). Без вызова этой функции записанная информация не сохранится на диск,
   переполняться таблица дескрипторов файлов.

На языке Си:
1. fopen("tmp.dat", "r"); fopen("tmp.res", "w"); /* "r", "w" - тип работы с файлом: чтение (r) или запись (w) */
   Проверка результата открытия файла:

   a) Почему файл может не открыться? Его может не существовать, ошибка на диске, ...

   b) Как проверить, что файл успешно открылся? Проверить результат функции fopen()

    FILE *IN; /* FILE - не базовый тип, введен в библиотеке ввода/вывода */
    IN = fopen("tmp.dat", "r");
    if (IN == NULL) {
        printf("File not opened\n");
        return -1;
    }

2. fscanf(IN, "%d%d", &n, &m);

   Проверка результата чтения файла"
   a) Почему данные могут не прочитаться? Файл пуст, данные не в том формате (в файле буквы, а не числа), ...

   b) Почему надо проверять, прочитались ли данные? Потому что если данные не прочитались, то значения переменных - непредсказуемы

   с) Как проверить, что данные успешно прочитались? Проверить результат функции fscanf()

   int n, m, res;
   ...
   res = fscanf(IN, "%d%d", &n, &m);
   if (res != 2) {
       printf("Not enough data in the file\n");
       return -1;
   }
   
   !!!ФУНКЦИЯ FSCANF ВОЗВРАЩАЕТ КОЛИЧЕСТВО ПРОЧИТАННЫХ ОБХЕКТОВ!!!

3. fprintf(IN, "Result: %d\n", res);

4. fclose(IN);


Задача 1. Найти сумму целых чисел в файле "tmp.dat" и вывести на экран

#include <stdio.h>

int main(void) {
    FILE *IN;
    int sum = 0, n;

    IN = fopen("tmp.dat", "r");
    if (IN == NULL) {
        printf("File not opened\n");
        return -1;
    }

    while (fscanf(IN, "%d", &n) == 1) {
        sum += n;
    }

    fclose(IN);
    printf("Summa: %d\n", sum);
    return 0;
}


Задача 2. Переписать из файла tmp.dat в файл tmp.res все положительные числа


#include <stdio.h>

int main(void) {
    FILE *IN, *OUT;
    int sum = 0, n;

    IN = fopen("tmp.dat", "r");
    if (IN == NULL) {
        printf("File not opened\n");
        return -1;
    }

    OUT = fopen("tmp.res", "w");
    if (OUT == NULL) {
        printf("File not opened\n");
        return -1;
    }

    while (fscanf(IN, "%d", &n) == 1) {
        if (n > 0) {
            fprintf(OUT, "%d\n", n);
        }
    }

    fclose(IN);
    fclose(OUT);
    return 0;
}


В 1 семестре задачи:
1) Задачи на последовательности. Дан файл с данными неизвестного размера. Получить выходной файл или какую-то характеристику данных
2) Задачи на массивы (вектор, таблица, ...)

Последовательности.

При чтении нового числа перевычислять текущий результат.
По окончании чтения файла результат будет известен сразу.


ИНДУКТИВНЫЕ ФУНКЦИИ

xi принадлежат множеству X
Последовательности x1, x2, ..., xn - принадлежат множеству Z

f: Z -> Y

Определение. Функция f называется индуктивной, если при добавлении элемента к последовательности
можно вычислить значение f на новой последовательности, зная значение f на старой последовательности
и зная добавленный элемент.

То есть существует функция g(Y, X) такая, что
f(x1, x2, ..., xn) = g(f(x1, x2, ..., xn-1), xn) 

Вопрос 1. В задаче 1 (сумма чисел в файле) функция сумма индуктивна?
Ответ. Да, так как существует функция g: g(y, x) = y + x, то есть 
при добавлении в последовательность нового числа сумма новой последовательности вычисляется


Задача 3. Найти максимальный элемент последовательности

Вопрос. Функция "максимальный элемент последовательности" индуктивна?
Ответ. Да, g существует: g(y, x) = max(y, x)

Задача 4. Найти количество максимальных элементов последовательности

Вопрос 2. Функция "количество максимальных элементов последовательности" индуктивна?

Примеры последовательностей:

1) 1 2 3 4 5 4 3 2 1 - количество максимальных элементов == 1
2) 4 4 4             - количество максимальных элементов == 3

Добавляем число 4 к обеим последовательностям.

1) y==1, x==4
2) y==3, x==4

Чему равна функция f на новых последовательностях?

1) 1
2) 4

Этот ответ невозможно получить только из значений f на старой последовательноти и значения добавленного элемента

Ответ 2. Функция не индуктивна

Определение. Индуктивным расширением функции f называется функция h(Z)
h: Z -> (Y, W)
такая, что h индуктивна и f(x) = p(h(x))
где p(y, w) = y

Индуктивное расширение функции "количество максимальных элементов последовательности":
"количество максимальных элементов последовательности" + "значение максимального элемента"

1) 1 2 3 4 5 4 3 2 1 - h(x) == (1, 5)
2) 4 4 4             - h(x) == (3, 4)


/* задача 4 */
#include <stdio.h>

int main(void) {
    FILE *IN;
    int maks, nmaks = 0, n;

    IN = fopen("tmp.dat", "r");
    if (IN == NULL) {
        printf("File not opened\n");
        return -1;
    }

    if (fscanf(IN, "%d", &maks) != 1) {
        printf("EMpty\n");
        return -1;
    }
    nmaks = 1;   

    while (fscanf(IN, "%d", &n) == 1) {
        if (n > maks) {
            maks = n;
            nmaks = 1;
        } else if (n == maks) {
            +nmaks;        
        }
    }

    fclose(IN);
    printf("Number of max: %d\n", nmaks);
    return 0;
}