Laborator 9: Operaţii cu fişiere. Aplicaţii folosind fişiere. 

Obiectivele laboratorului

În acest laborator vom studia:

• tipuri de fișiere: binare și text
• operații cu fiecare tip de fișier: deschidere/închidere, citire/scriere, poziționare
• aplicații: probleme de bază cu tablouri și structuri (vom aprofunda în laboratorul următor)

ATENȚIE! Toate sarcinile se vor realiza folosind o abordare modularizată (cu funcții). Discutați cu asistentul alegerile voastre, dacă nu sunteți siguri care ar trebui să fie semnăturile funcțiilor.

TOATE exercițiile vor fi verificate și cu valgrind.

Materiale utile:

• [OCW/Suport Teoretic pentru Laborator] Operaţii cu fişiere. Aplicaţii folosind fişiere

Exerciții

1. [intro-to-files] Scrieți un program care:

• să scrie într-un fișier numele (maxim 30 de caractere) și vârsta unui student (datele sunt citite de la tastatură)

• să închidă fișierul creat

• să îl deschidă pentru citire

• să închidă fișierul

  a. Fișierele folosite sunt text.

  Observație: Pentru un fișier text putem folosi utilitare uzuale (ex. cat) pentru a verifica conținutului.

  Exemplu de rulare:
  
  Input (stdin):
  gigel 69
  
  Output (1-gen.txt):
  gigel 69
  
  Output (stdout - dupa redeschiderea fisierului):
  saved_name = "gigel"
  saved_age = 69
  

  b. Fișierele folosite sunt binare.

  Observație: Pentru analiza fișierelor binare, vom folosi utilitarele hexdump sau xxd.

  Reprezentare aleasă: datele se vor scrie în continuare (fără delimitatori)

  • un int se va scrie ca o înșiruire de sizeof(int) bytes
  • un string se va reprezenta prin 2 componente
    • lungime (int) (inclusiv \0)
    • șir de octeți (inclusiv \0)

  Exemplu de rulare:
  
  Input (stdin):
  gigel 69
  
  Output (hexdump -C 1-gen.bin):
  00000000  06 00 00 00 67 69 67 65  6c 00 45 00 00 00        |....gigel.E...|
  0000000e
  
  Output (stdout - dupa redeschiderea fisierului):
  saved_name = "gigel"
  saved_age  = 69
  

  Observăm că în dreapta hexdump oferă și o reprezentare textuală pentru bytes.

  Explicație exemplu

  Presupunem că sizeof(int) == 4 și ca sistemul folosește convenția Little-Endian În fișier vom scrie

  • Nume:
    • Lungime: 6 = 0x00.00.00.06 => 06 00 00 00 (în little-endian)
    • Șirul: {'g', 'i', 'g', 'e', 'l', '\0'} => 67 69 67 65 6c 00 (Conform tabelei ASCII)
    • Vârsta: 69 = 0x00.00.00.45 => 45 00 00 00

2. [random-output] Se citeasc n și un șir de n numere de la tastatură. Să se creeze un fișier în care să se salveze doar cele n elemente (fără dimensiunea șirului).

   a. Fișierul generat este text:

   Exemplu de rulare:
   Input (stdin):
   5
   10 1 -1 2 257
   
   Output (2-gen.txt):
   10 1 -1 2 257
   

   b. Fișierul generat este binar:

   Exemplu de rulare:
   Input (stdin):
   5
   10 1 -1 2 257
   
   Output(hexdump -C 2-gen.bin):
   00000000  0a 00 00 00 01 00 00 00  ff ff ff ff 02 00 00 00  |................|
   00000010  01 01 00 00                                       |....|
   00000014
   

   Explicație

   • 10 = 0x00.00.00.0a => 0a 00 00 00
   • 1 = 0x00.00.00.01 => 01 00 00 00
   • -1 = 0xff.ff.ff.ff => ff ff ff ff
   • 2 = 0x00.00.00.02 => 02 00 00 00
   • 257 = 0x00.00.01.01 => 01 01 00 00

3. [random-input] Se dă un fișier cu un număr nedeterminat de numere (de tip int). Se cere să se scrie un program care:

• să citească toate numerele din fișier pentru a determina câte elemente sunt în fișier

• să repoziționeze cursorul la începutul fișierului pentru a putea citi din nou elementele și a le salva într-un vector alocat dinamic

• să afișeze lungimea și șirul stocate în memorie

  Se vor folosi pentru testare fișierele generate la exercițiul 2:

  a. Fișierul folosit este de tip text.

  b. Fișierul folosit este de tip binar.

  Exemplu de rulare:
  Input (2-gen.txt/bin):
  10 1 -1 2 257
  
  Output (stdout):
  n = 5
  10 1 -1 2 257
  

4. [BONUS] [sizeof-file] Să se scrie o funcție care primește ca parametru numele unui fișier și returnează dimensiunea în bytes a acestuia. Să se realizeze un program pentru testare (numele fișierului e citit de la tastatură).

   Observație: Putem folosi utilitarul ls (cu flagul -l) pentru a verifica dimensiunea fișierelor din directorul corect.

   $ ls -al
   total 120
   drwxr-xr-x 5 darius darius  4096 Nov 19 00:48 .
   drwxr-xr-x 8 darius darius  4096 Nov 18 20:55 ..
   -rw-r--r-- 1 darius darius  1246 Nov 19 00:08 1-bin.c
   -rw-r--r-- 1 darius darius    12 Nov 19 00:22 1-gen.bin
   -rw-r--r-- 1 darius darius    13 Nov 18 23:37 1-gen.txt
   -rw-r--r-- 1 darius darius   755 Nov 19 00:08 1-text.c
   -rw-r--r-- 1 darius darius   517 Nov 19 00:22 2-bin.c
   -rw-r--r-- 1 darius darius    20 Nov 19 00:28 2-gen.bin
   -rw-r--r-- 1 darius darius    12 Nov 19 00:22 2-gen.txt
   -rw-r--r-- 1 darius darius   507 Nov 19 00:31 2-text.c
   -rw-r--r-- 1 darius darius   788 Nov 19 00:42 3-bin.c
   -rw-r--r-- 1 darius darius   822 Nov 19 00:35 3-text.c
   -rw-r--r-- 1 darius darius   484 Nov 19 00:48 4-sizeof_file.c
   -rwxr-xr-x 1 darius darius 16888 Nov 19 00:48 a.out
   -rwxr-xr-x 1 darius darius 16888 Nov 19 00:48 sizeof_file
   
   # Compilare program
   $ gcc 4-sizeof_file.c -o sizeof_file
   
   # Determinare dimensiune pentru a.out
   $ ./sizeof_file
   a.out
   a.out has 16888 bytes
   
   # Determinare dimensiune pentru sizeof_file
   $ ./sizeof_file
   sizeof_file
   sizeof_file has 16888 bytes
   
   # Determinare dimensiune pentru 3-bin.c
   $ ./sizeof_file
   3-bin.c
   3-bin.c has 788 bytes