A. Veneziani - I file di testo in C++

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1 A. Veneziani - I file di testo in C++ I file di testo Si considera file di testo tutto ciò che è codificato in un formato testuale, ossia un file nel quale i byte in esso contenuti rappresentano con la loro codifica caratteri di un testo avente un suo significato. Questo testo può essere vero e proprio testo nel senso comune del termine, una serie di righe descriventi un discorso, un racconto, una poesia, ecc., o alternativamente dati comunque in forma testuale avente altro scopo, quali un ripilogo contabile, la descrizione di un calcolo matematico, il listato di un programma. A questo proposito è opportuno sottolineare che quasi tutti i linguaggi hanno i loro listati codificati in puro testo, ed esso è contenuto in un file di testo. I sorgenti di vari linguaggi sono quindi contenuti in file di testo, e tali sono quindi non solo file con estensione tipica.txt, ma anche file con estensione.bas (Basic),.pas (Pascal),.asm (Assembler),.c (C),.cpp (C++),.cs (C#) ed altri. I file di testo non hanno una unica codifica possibile, anche se spesso viene utilizzata la codifica ASCII. Nel caso sia necessario codificare testi con un numero più grande di simboli si ricorre a codifica diversa dalla classica ASCII. I file di testo sono anche molto frequentemente utilizzati in file che descrivono la configurazione di un software (si pensi ai file.ini). Sono file di testo i cosidetti file di log per la registrazione dell attività di software server. Anche le comuni pagine Web contengono il linguaggio HTML ed altri linguaggi tutti espressi come file di testo. I file di testo sono visibili e modificabili (o editabili) con appositi software detti editor di testo. Tra questi piuttosto noti sono: Blocco note (Notepad), Editplus, Notepad++, TextPad, e molti altri. Editor di testo integrati e specializzati si trovano anche negli ambienti di sviluppo (IDE), come Visual C++, C++ Builder ed altri. File che non sono assimilabili a file di testo sono quelli che aperti in un editor di testo producono del testo del tutto incomprensibile e senza senso, non ricollegabili a nessuna lingua o argomento, ossia non producono testo, ma la loro codifica quindi rappresenta altro. Tali file sono detti di solito per differenziarli da quelli di testo, file binari, e tipicamente possono contenere immagini, musiche, programmi eseguibili, ed altro. L elaborazione dei file di testo in C++ Praticamente tutti i linguaggi di programmazione hanno capacità di elaborare file, e specificamente di operare su file di testo. I file sono infatti l unico modo per un programma di memorizzare dati che non siano volatili, ossia non risiedano in memoria centrale, e vengano quindi persi alla chiusura del programma in esecuzione. C++ non fà eccezione a questa regola e permette di effettuare l elaborazione di file di testo e binari. Per iniziare ad operare su qualunque file, la prima operazione da svolgere è la sua creazione o altrimenti la sua apertura (se il file esiste già). I compilatori C++ supportano solitamente anche la sintassi C e quindi potremmo utilizzare tale sintassi (non ad oggetti) per trattare ed operare sui file. Essendo C++ un linguaggio ad oggetti esso utilizza una sintassi e dei concetti sintattici piuttosto diversi da quelli del C. Per operare su file in C++ è necessario creare degli oggetti. Una classe di oggetti che permette di operare su files è la fstream (abbreviazione di file stream). Per utilizzare oggetti di tipo fstream dobbiamo includere una libreria detta anch essa fstream, quindi un programma operante su files in testa avrà la dicitura: #include <fstream> Un oggetto fstream si dichiara come una qualunque variabile di altro tipo, ossia con il comando: Pagina 1

2 a questo punto l oggetto è già pronto per essere utilizzato e ad esso vanno applicati opportuni comandi (detti metodi) di vario tipo. Apertura di un file L apertura di un file in C++ viene effettuata con una sintassi del tipo:... fs.open(<path e nome del file>,<modalità di apertura>); successivamente è possibile eseguire a seconda della modalità di apertura effettuata letture o scritture, o entrambe le operazioni sul file. Il metodo open si aspetta come primo parametro una stringa e come secondo parametro delle costanti che indicano la modalità di apertura, che può essere di diverso tipo 1 : ios::in ios::out ios::trunc ios::app Modalità in lettura Modalità in scrittura e creazione con troncamento Modalità di creazione con troncamento Modalità di creazione con aggiunta in coda In pratica la modalità: ios::out permette di scrivere sul file e azzera il suo contenuto al momento dell apertura, oltre a prevedere la creazione del file. Per aggiungere in coda basta specificare la modalità: ios::app tale modalità crea anche il file se non ci fosse La modalità ios::in prevede solo la lettura, ma ovviamente senza nessuna creazione. La combinazione delle due modalità sopra dette: ios::in ios::out permette di operare in scrittura e lettura su un file esistente, però senza effettuare la creazione. Si noti che la combinazione in delle varie modalità avviene tramite un operatore detto or bit a bit, che effettua l operazione di or sui singoli bit dei valori delle costanti. Se si dovesse prevedere lettura, scrittura e creazione (con troncamento), allora si dovrebbe usare la combinazione di modalità: ios::in ios::out ios::trunc La modalità: ios::in ios::app permette la lettura e la scrittura in coda con eventuale creazione del file. Se il file è nella stessa directory del file eseguibile, esso potrà essere indicato soltanto con il semplice nome, se invece esso dovesse riseidere in una directory con posizione diversa, sarà necessario specificare un opportuno path relativo o assoluto; ad esempio: fs.open(".\\dir1\\dir2\\prova.txt",ios::in ios::out ios::trunc); 1 Modalità verificate su Visual C Pagina 2

3 in questo caso il file viene creato o si effettuano operazioni su di esso tenendo conto che è posizionato in una directory sottostante dir2 contenuta in un altra directory dir1. Si noti il necessario raddoppio del carattere di backslash, e l eventuale uso dell indicatore di directory corrente (.). Lettura e scrittura nel file tramite stream Dopo aver definito le relative modalità di apertura nella open( ), sarà possibile scrivere in un file di testo facendo ricorso al normale operatore di stream. In questo modo si potranno scrivere nel file, numeri stringhe, numeri con la virgola, valori booleani, ecc. Ad esempio il codice: int i;... for (i = 0; i < 30; i++) fs << i << " "; permette di scrivere una serie di numeri interi nel file Tali numeri essendo opportunamente spaziati potranno essere riletti, un valore alla volta, tramite l operatore opposto, ossia con lo stream di lettura (>>), dal file verso una variabile del tipo opportuno: while (! fs.eof()) fs >> i; cout << i << endl; Nel caso di stringhe, la scrittura della stringa avverrà in modo complessivo, ossia per l intera stringa considerata, ma bisognerà tener presente che la lettura avverrà per singole parole, in quanto gli spazi fra esse valgono come separatore di dato. I dati strutturati non possono essere scritti o letti direttamente in un file di testo, in modo analogo a quanto avveniva con la lettura e scrittura su console (utilizzando cin e cout). Lettura di linee di testo da console; un promemoria Lo scorso anno abbiamo visto con quali istruzioni leggere intere righe di testo in input da console. Non sempre infatti la normale lettura effettuata con gli stream è consona ai problemi che si devono affrontare. Come si ricorderà tale lettura infatti considera il/i carattere/i di spazio come separatore fra dati (nel caso del testo le singole parole). In tal caso verranno lette solo le parole stesse, in modo separato e filtrati tutti gli spazi, considerati, con questa logica, separatori di dato. Questa regola vale sia per le variabili string, sia per i vettori di char. Talora invece si vuole leggere ed analizzare l intera riga di un testo, senza considerarla in modo spezzato. Ciò comporta, come vedemmo, un altro tipo di lettura dei dati, che utilizza altre istruzioni. Per le variabili string, ciò sarà possibile con l istruzione: getline(cin, st); ove st è una variabile string. C è da ricordare che questa istruzione può dare luogo a qualche complicazione nel caso vi siano già state altre letture via stream ( operatore >>) precedenti. Infatti la lettura con stream lascia nel buffer dati i caratteri di a capo che vengono riletti dopo dalla getline( ). In questo caso la getline, carica immediatamente l a capo leggendo a seconda dei casi: a) una stringa nulla. b) Il resto dei dati (spazi compresi) non ancora letti con le istruzioni di lettura ( >> ) precedenti Pagina 3

4 Per evitare questa problematica, occorre eliminare i dati residui e gli a capo dal buffer di lettura e questo viene reso possibile anteponendo alla istruzione getline, l istruzione: cin.ignore(80, \n ); che indica di estrarre (ed ignorare) fino ad un massimo di 80 caratteri / fino al newline eliminando quindi di fatto i dati residui (compreso il newline ( \n ) e quindi i relativi problemi di lettura. Nel caso di necessità di leggere una intera linea di testo dallo standard input in un vettore di char (ovviamente di adegate dimensioni), deve essere usata la funzione gets( ). In essa viene indicato come parametro il puntatore al vettore di char che deve recepire i dati in input dalla console: gets(vc); ove vc è un vettore di char sufficiente ampio. Il vettore viene riempito con tutti i dati sulla linea di input, i caratteri di a capo non sono inseriti in esso, ed ovviamente esso, alla fine dei dati utili viene messo un ASCII 0, terminatore di stringa nei vettori di char. La stessa problematica che abbiamo considerato per le stringhe e avviene anche nella lettura di vettori di char, ossia la lettura potrebbe essere saltata se precedentemente ci fossero lettura operanti con stream ( >> ). La soluzione al problema è analoga a quella prospettata sopra con l utilizzo del metodo ignore( ). Lettura di linee di testo con string e vettori di char Come si è detto nel paragrafo precedente la lettura di dati dal file tramite stream avviene interpretando lo spazio come separatore tra un dato e l altro. In questo modo nel caso di un normale testo andremmo a leggere solo le singole parole, cosa peraltro talvolta utile per alcuni scopi e problematiche. In molti altri casi comunque si desidera che il testo venga letto esso stesso effettivamente e nel suo complesso come dato, ossia in modo invariato, e questo di solito avviene con una lettura riga per riga. Possibili contenitori di dati quali singole parole e frasi o linee di testo, sono tipicamente i vettori di char e le variabili string. Vediamo quali sono le funzioni e metodi per leggere tali dati da un file di testo, ricordando anche le analogie con la lettura da console. Poniamoci innanzitutto il problema di leggere da un file costituito da un testo tradizionale (una poesia, una relazione o qualcosa di simile), il suo testo riga per riga. Se la variabile che raccoglie tale dato è un vettore di char si dovrà considerare il metodo getline, esso avrà la forma: fs.getline(vc, 200); ove vc è il vettore di caratteri e 200 è il numero massimo di caratteri da leggere. Nel caso la linea fosse più lunga di 200 caratteri semplicemente verrebbero prima letti 200 caratteri e successivamente utilizzati e poi in seguito il resto della riga. La getline ferma quindi la sua lettura quando incontri un a capo (in un file di testo in Windows tipicamente la coppia di codici ASCII 13 + ASCII 10) oppure quando si sia raggiunto il numero massimo di caratteri (solitamente settato ad un valore coincidente con la dimensione del vettore che li deve contenere). Un altro possibile contenitore di righe di testo sono le variabili string (stringa). Nel loro caso per leggere una intera linea di testo dal file si deve utilizzare una istruzione del tutto simile a quella utilizzata per la lettura da console, ossia: getline(fs, st); ove st è una string e fs è un oggetto fstream sul quale si sia effettuato con successo una operazione di apertura (metodo open). Si noti che la sintassi cambia solo nel fatto che al posto del cin c è ora l oggetto Pagina 4

5 fstream, che indica ed è associato al file aperto. Ovviamente l apertura di più file porta ad operare con più oggetti fstream e quindi si deve indicare come parametro quello opportuno. L effetto è quello della lettura di una intera linea di testo dal file, semprechè essa termini con un newline (carattere \n ). Lettura per singoli caratteri Sia a livello di console di input che sui file di testo è possibile effettuare una lettura per singoli caratteri. In questo caso il contenitore in cui andrà a finire il dato sarà una singola variabile char, qui chiamata ch. La lettura sulla console avverrà in questo caso con: ch = cin.get(); e la lettera letta verrà posta in ch. Tale lettura avviene solo dopo aver scritto la lettera e confermato con Invio. La lettura di una intera linea di testo in questa modalità è comunque possibile, programmando un ciclo che termini quando incontri un carattere di newline ( \n ) effettuando una lettura carattere per carattere: while (ch!= '\n') ch = cin.get(); cout << ch; La metodica per leggere per singoli caratteri da file di testo è del tutto analoga, utilizzando la sintassi: ch = fs.get(); ossia ponendo il nuovo oggetto fstream associato ad un file al posto dell oggetto standard input (cin). Anche in questo caso tutti i dati del file sono già disponibili per la lettura. Il file viene scandito in questa modalità di lettura carattere per carattere. Un file di testo potrebbe quindi essere letto nel suo complesso, carattere per carattere, a capo compresi, con le istruzioni: fs.open("testo.txt",ios::in); while (! fs.eof()) ch = fs.get(); if (! fs.eof()) cout << ch; fs.close(); in questo caso semplicemente ristampando il contenuto sullo schermo. Pagina 5