 |
Форматированный ввод и функция scanf
|
|
|
|
Функция scanf, обеспечивающая ввод, является аналогом printf; она выполняет многие из упоминавшихся преобразований, но в противоположном направлении. Ее объявление имеет следующий вид:
int scanf(char *format,...)
Функция scanf читает символы из стандартного входного потока, интерпретирует их согласно спецификациям строки format и рассылает результаты в свои остальные аргументы. Аргумент format мы опишем позже; другие аргументы, каждый из которых должен быть указателем, определяют, где будут запоминаться должным образом преобразованные данные. Как и для printf, в этом параграфе дается сводка наиболее полезных, но отнюдь не всех возможностей данной функции.
Функция scanf прекращает работу, когда оказывается, что исчерпался формат или вводимая величина не соответствует управляющей спецификации. В качестве результата scanf возвращает количество успешно введенных элементов данных. По исчерпании файла она выдает EOF. Существенно то, что значение EOF не равно нулю, поскольку нуль scanf выдает, когда вводимый символ не соответствует первой спецификации форматной строки. Каждое очередное обращение к scanf продолжает ввод символа, следующего сразу за последним обработанным.
Существует также функция sscanf, которая читает из строки (а не из стандартного ввода).
int sscanf(char *string, char *format, arg1, arg2,...)
Функция sscanf просматривает строку string согласно формату format и рассылает полученные значения в arg1, arg2 и т. д. Последние должны быть указателями.
Формат обычно содержит спецификации, которые используются для управления преобразованиями ввода. В него могут входить следующие элементы:
Пробелы или табуляции, которые игнорируются.
Обычные символы (исключая %), которые, как ожидается, совпадут с очередными символами, отличными от символов-разделителей входного потока.
|
|
|
Спецификации преобразования, каждая из которых начинается со знака % и завершается символом-спецификатором типа преобразования. В промежутке между этими двумя символами в любой спецификации могут располагаться, причем в том порядке, как они здесь указаны: знак * (признак подавления присваивания); число, определяющее ширину поля; буква h, l или L, указывающая на размер получаемого значения; и символ преобразования (o, d, x).
Спецификация преобразования управляет преобразованием следующего вводимого поля. Обычно результат помещается в переменную, на которую указывает соответствующий аргумент. Однако если в спецификации преобразования присутствует *, то поле ввода пропускается и никакое присваивание не выполняется. Поле ввода определяется как строка без символов-разделителей; оно простирается до следующего символа-разделителя или же ограничено шириной поля, если она задана. Поскольку символ новой строки относится к символам- разделителям, то sscanf при чтении будет переходить с одной строки на другую. (Символами-разделителями являются символы пробела, табуляции, новой строки, возврата каретки, вертикальной табуляции и перевода страницы.)
Символ-спецификатор указывает, каким образом следует интерпретировать очередное поле ввода. Соответствующий аргумент должен быть указателем, как того требует механизм передачи параметров по значению, принятый в Си. Символы-спецификаторы приведены в таблице 7.2.
Перед символами-спецификаторами d, l, o, u и x может стоять буква h, указывающая на то, что соответствующий аргумент должен иметь тип short * (а не int *),или l (латинская ell), указывающая на тип long *. Аналогично, перед символами-спецификаторами e, f и g может стоять буква l, указывающая, что тип аргумента - double * (а не float *).
Таблица 7.2 Основные преобразования scanf
|
|
|
| Символ | Вводимые данные; тип аргумента |
| d | десятичное целое: int * |
| i | целое: int *. Целое может быть восьмеричным (с 0 слева) или шестнадцатеричным (с 0x или 0X слева) |
| o | восьмеричное целое (с нулем слева или без него); int * |
| u | беззнаковое десятичное целое; unsigned int * |
| x | шестнадцатеричное целое (с 0x или 0X слева или без них); int * |
| c | символы; char *. Следующие символы ввода (по умолчанию один) размещаются в указанном месте. Обычный пропуск символов- разделителей подавляется; чтобы прочесть очередной символ, отличный от символа-разделителя, используйте %1s |
| s | Строка символов(без обрамляющих кавычек); char *, указывающая на массив символов, достаточный для строки и завершающего символа '\0', который будет добавлен |
| e, f, g | число с плавающей точкой, возможно, со знаком; обязательно присутствие либо десятичной точки, либо экспоненциальной части, а возможно, и обеих вместе; float * |
| % | сам знак %, никакое присваивание не выполняется |
#include <stdio.h>
main() /* программа-калькулятор */
{
double sum, v;
sum = 0;
while (scanf ("%lf", &v) == 1)
printf("\t%.2f\n", sum += v);
return 0;
}
Предположим, что нам нужно прочитать строки ввода, содержащие данные вида
25 дек 1988
Обращение к scanf выглядит следующим образом:
int day, year; /* день, год */
char monthname[20]; /* название месяца */
scanf ("%d %s %d", &day, monthname, &year);
Знак & перед monthname не нужен, так как имя массива есть указатель.
В строке формата могут присутствовать символы, не участвующие ни в одной из спецификаций; это значит, что эти символы должны появиться на вводе. Так, мы могли бы читать даты вида mm/dd/yy с помощью следующего обращения к scanf:
int day, month, year; /* день, месяц, год */
scanf("%d/%d/%d", &day, &month, &year);
В своем формате функция scanf игнорирует пробелы и табуляции. Кроме того, при поиске следующей порции ввода она пропускает во входном потоке все символы- разделители (пробелы, табуляции, новые строки и т.д.). Воспринимать входной поток, не имеющий фиксированного формата, часто оказывается удобнее, если вводить всю строку целиком и для каждого отдельного случая подбирать подходящий вариант sscanf. Предположим, например, что нам нужно читать строки с датами, записанными в любой из приведенных выше форм. Тогда мы могли бы написать:
|
|
|
while (getline(line, sizeof(line)) > 0) {
if (sscanf(line, "%d %s %d", &day, monthname, &year) == 3)
printf("вepно: %s\r", line); /* в виде 25 дек 1968 */
else if (sscanf(line, "%d/%d/%d", &month, &day, &year) == 3)
printf("вepно: %s\n", line); /* в виде mm/dd/yy */
else
printf("неверно: %s\n", line); /* неверная форма даты */
}
Обращения к scanf могут перемежаться с вызовами других функций ввода. Любая функция ввода, вызванная после scanf, продолжит чтение с первого еще непрочитанного символа.
В завершение еще раз напомним, что аргументы функций scanf и sscanf должны быть указателями.
Одна из самых распространенных ошибок состоит в том, что вместо того, чтобы написать
scanf ("%d", &n);
пишут
scanf("%d", n);
Компилятор о подобной ошибке ничего не сообщает.
ДОСТУП К ФАЙЛАМ
Одна из программ, в которой возникает такая необходимость, - это программа cat, объединяющая несколько именованных файлов и направляющая результат в стандартный вывод. Функция cat часто применяется для выдачи файлов на экран, а также как универсальный "коллектор" файловой информации для тех программ, которые не имеют возможности обратиться к файлу по имени. Например, команда
cat x.c y.c
направит в стандартный вывод содержимое файлов x.c и y.c (и ничего более).
Возникает вопрос: что надо сделать, чтобы именованные файлы можно было читать; иначе говоря, как связать внешние имена, придуманные пользователем, с инструкциями чтения данных?
На этот счет имеются простые правила. Для того чтобы можно было читать из файла или писать в файл, он должен быть предварительно открыт с помощью библиотечной функции fopen. Функция fopen получает внешнее имя типа x.c или y.c, после чего осуществляет некоторые организационные действия и "переговоры" с операционной системой (технические детали которых здесь не рассматриваются) и возвращает указатель, используемый в дальнейшем для доступа к файлу.
Этот указатель, называемый указателем файла, ссылается на структуру, содержащую информацию о файле (адрес буфера, положение текущего символа в буфере, открыт файл на чтение или на запись, были ли ошибки при работе с файлом и не встретился ли конец файла). Пользователю не нужно знать подробности, поскольку определения, полученные из <stdio.h>, включают описание такой структуры, называемой FILE.
|
|
|
Единственное, что требуется для определения указателя файла, - это задать описания такого, например, вида:
FILE *fp;
FILE *fopen(char *name, char *mode);
Это говорит, что fp есть указатель на FILE, a fopen возвращает указатель на FILE. Заметим, что FILE — это имя типа) наподобие int, а не тег структуры. Оно определено с помощью typedef.
Обращение к fopen в программе может выглядеть следующим образом:
fp = fopen(name, mode);
Первый аргумент - строка, содержащая имя файла. Второй аргумент несет информацию о режиме. Это тоже строка: в ней указывается, каким образом пользователь намерен применять файл. Возможны следующие режимы: чтение (read - "r"), запись (write - "w") и добавление (append - "a"), т. е. запись информации в конец уже существующего файла. В некоторых системах различаются текстовые и бинарные файлы; в случае последних в строку режима необходимо добавить букву "b" (binary - бинарный).
Тот факт, что некий файл, которого раньше не было, открывается на запись или добавление, означает, что он создается (если такая процедура физически возможна). Открытие уже существующего файла на запись приводит к выбрасыванию его старого содержимого, в то время как при открытии файла на добавление его старое содержимое сохраняется. Попытка читать несуществующий файл является ошибкой. Могут иметь место и другие ошибки; например, ошибкой считается попытка чтения файла, который по статусу запрещено читать. При наличии любой ошибки fopen возвращает NULL. (Возможна более точная идентификация ошибки; детальная информация по этому поводу приводится в конце параграфа 1 приложения B.)
Следующее, что нам необходимо знать, - это как читать из файла или писать в файл, коль скоро он открыт. Существует несколько способов сделать это, из которых самый простой состоит в том, чтобы воспользоваться функциями getc и putc. Функция getc возвращает следующий символ из файла; ей необходимо сообщить указатель файла, чтобы она знала откуда брать символ.
int getc(FILE *fp);
Функция getc возвращает следующий символ из потока, на который указывает *fp; в случае исчерпания файла или ошибки она возвращает EOF.
Функция putc пишет символ c в файл fp
int putc(int с, FILE *fp);
и возвращает записанный символ или EOF в случае ошибки. Аналогично getchar и putchar, реализация getc и putc может быть выполнена в виде макросов, а не функций.
При запуске Си-программы операционная система всегда открывает три файла и обеспечивает три файловые ссылки на них. Этими файлами являются: стандартный ввод, стандартный вывод и стандартный файл ошибок; соответствующие им указатели называются stdin, stdout и stderr; они описаны в <stdio.h>. Обычно stdin соотнесен с клавиатурой, а stdout и stderr - с экраном. Однако stdin и stdout можно связать с файлами или, используя конвейерный механизм, соединить напрямую с другими программами, как это описывалось в параграфе 7.1.
|
|
|
С помощью getc, putc, stdin и stdout функции getchar и putchar теперь можно определить следующим образом:
#define getchar() getc(stdin)
#define putchar(c) putc((c), stdout)
Форматный ввод-вывод файлов можно построить на функциях fscanf и fprintf. Они идентичны scanf и printf с той лишь разницей, что первым их аргументом является указатель на файл, для которого осуществляется ввод-вывод, формат же указывается вторым аргументом.
int fscanf(FILE *fp, char *format,...)
int fprintf(FILE *fp, char *format,...)
Вот теперь мы располагаем теми сведениями, которые достаточны для написания программы cat, предназначенной для конкатенации (последовательного соединения) файлов. Предлагаемая версия функции cat, как оказалось, удобна для многих программ. Если в командной строке присутствуют аргументы, они рассматриваются как имена последовательно обрабатываемых файлов. Если аргументов нет, то обработке подвергается стандартный ввод.
#include <stdio.h>
/* cat: конкатенация файлов, версия 1 */
main(int argc, char *argv[])
{
FILE *fp;
void filecopy(FILE *, FILE *);
if (argc == 1) /* нет аргументов; копируется стандартный ввод */
filecopy(stdin, stdout);
else
while (--argc > 0)
if ((fp = fopen(*++argv, "r")) == NULL) {
printf("cat: не могу открыть файл %s\n", *argv);
return 1;
} else {
filecopy(fp, stdout);
fclose(fp);
}
return 0;
}
/* filecopy: копирует файл ifp в файл ofp */
void filecopy(FILE *ifp, FILE *ofp)
{
int c;
while ((c = getc(ifp))!= EOF)
putc(c, ofp);
}
Файловые указатели stdin и stdout представляют собой объекты типа FILE*. Это константы, а не переменные, следовательно, им нельзя ничего присваивать.
Функция
int fclose(FILE *fp)
- обратная по отношению к fopen; она разрывает связь между файловым указателем и внешним именем (которая раньше была установлена с помощью fopen), освобождая тем самым этот указатель для других файлов. Так как в большинстве операционных систем количество одновременно открытых одной программой файлов ограничено, то файловые указатели, если они больше не нужны, лучше освобождать, как это и делается в программе cat. Есть еще одна причина применить fclose к файлу вывода, - это необходимость "опорожнить" буфер, в котором putc накопила предназначенные для вывода данные. При нормальном завершении работы программы для каждого открытого файла fclose вызывается автоматически. (Вы можете закрыть stdin и stdout, если они вам не нужны. Воспользовавшись библиотечной функцией freopen, их можно восстановить.)
|
|
|
