Занятие 1. Работа с файловыми потоками
Программа С++ может взаимодействовать не только с экраном DOS, но и с файлами. Мы будем рассматривать работу с текстовыми файлами (*.txt) и таблицами MS Excel (*.xls).
К примеру, требуется составить программу для решения дифференциального уравнения. Программа выдаст в качестве ответа набор чисел. Количество чисел может быть любым числом – и 10, и 200. Поэтому разумно в этом случае печатать эти данные не столько на экран DOS, сколько в файл *.xls, а затем в MS Excel строить график. При этом говорят, что программа выводит в файл данные.
Приведем другой пример. Имеется файл, который содержит какие-то данные. Скажем, нужно их рассчитать по какой-то формуле. Тогда программа должна считать из файла данные.
Чтобы программа могла взаимодействовать с файлом, неоходимо использовать переменную типа файловый поток. Такая переменная задается ключевым словом fstream.
Для работы с файловым потоком необходимо:
1. подключить библиотеку fstream:
#include <fstream>
2. объявить переменную типа файловый поток:
fstream f;
3. открыть файл:
а) для записи в файл:
f.open("1.txt", ios::out);
б) для чтения из файла:
f.open("1.txt", ios::in);
4. произвести запись в файл или чтение из файла:
а) для записи в файл:
f<<"x="<<x;
б) для чтения из файла:
f>>x;
5. закрыть файл:
f.close();
Примечание. При открытии файла на запись файл создается в папке с проектом. Если файл уже существует, то все содержимое стирается. Если требуется печатать в конец уже существующего файла, то при открытии файла надо использовать строку:
f.open("1.txt", ios::app);
Пример 1. Считать из файла число и показать его на экране.
Решение. Сначала рассмотрим, как выполнить эту задачу в Visual Studio, затем – в Borland C++.
Создадим проект в Visual Studio, назовем его “8.1”. При этом генерируется папка с нашим проектом. Открываем папку 8.1\8.1 и создаем текстовый документ, называем его 1.txt, как показано на рис. 1.
Рис. 1 Создание текстового файла в папке с проектом
Открываем файл 1.txt и записываем одно число, например, -3.27, как показано на рис. 2.
Рис. 2 Исходный текстовый файл для примера 1
Сохраняем и закрываем файл. Теперь переходим в приложение Visual Studio и в нашем проекте прописываем код программы.
Код программы для примера 1:
// 8.1.cpp: определяет точку входа для консольного приложения.
//
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
int main()
{
double x;
fstream f;
f.open("1.txt", ios::in);
f>>x;
f.close();
cout<<"x="<<x<<endl;
return 0;
}
Результат выполнения программы:
Чтобы работать с файлами в Borland C++, создадим папку F:/BC/FILES. Эта папка предназначена для хранения файлов, с которыми будет взаимодействовать наша программа. Создаем файл 1.txt в папке F:/BC/FILES, записываем в него число -3.27.
При открытии файла необходимо записать имя файла как FILES/1.txt, чтобы наша программа искала текстовый файл именно в этой папке.
Код программы:
#include <iostream.h>
#include <fstream.h>
int main()
{
double x;
fstream f;
f.open("FILES/1.txt", ios::in);
f>>x;
f.close();
cout<<"x="<<x<<endl;
return 0;
}
Результат выполнения программы:
Пример 2. Составить программу, которая производит запись двух чисел в файлы *.txt и *.xls.
Решение. Обозначим числа как a и b, зададим а=7,2; b=-10.89. Файлы не будем предварительно создавать, т.к. они возникнут автоматически при запуске нашей программы. Создаем новый проект 8.2 в Visual Studio.
Объявим два файловых потока ftxt – для записи в текстовый файл 1.txt, fxls – для записи в табличный файл 2.xls.
Сделаем так, чтобы в файле 1.txt появилась надпись:
a=7.2 b=-10.89
в файле 2.xls выведем каждый кусочек сообщения в разные ячейки. Для этого следует использовать символ табуляции ‘\t’.
Код программы для примера 2:
// 8.2.cpp: определяет точку входа для консольного приложения.
//
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
int main()
{
double a, b;
fstream ftxt, fxls;
a=7.2;
b=-10.89;
cout<<"a="<<a<<" b="<<b<<endl;
ftxt.open("1.txt", ios::out);
fxls.open("2.xls", ios::out);
ftxt<<"a="<<a<<" b="<<b;
fxls<<"a=\t"<<a<<"\tb=\t"<<b;
ftxt.close();
fxls.close();
return 0;
}
Результат выполнения программы:
экран DOS:
текстовый файл 1.txt:
табличный файл 2.xls:
Примечание. Файлы 1.txt и 2.xls создаются в папке с проектом 8.2\8.2, как показано на рис. 3.
Рис. 3 Созданные программой файлы в папке с проектом
Решим данную задачу в Borland C++.
Код программы:
#include <iostream.h>
#include <fstream.h>
int main()
{
double a, b;
fstream ftxt, fxls;
a=7.2;
b=-10.89;
cout<<"a="<<a<<" b="<<b<<endl;
ftxt.open("FILES/1.txt", ios::out);
fxls.open("FILES/2.xls", ios::out);
ftxt<<"a="<<a<<" b="<<b;
fxls<<"a=\t"<<a<<"\tb=\t"<<b;
ftxt.close();
fxls.close();
return 0;
}
Результат выполнения программы:
экран DOS:
текстовый файл 1.txt:
табличный файл 2.xls:
Примечание. Т.к. в примере 2 мы задали имя текстового файла 1.txt так же, как в примере 1, то после выполнения программы примера 2 в папке FILES будет находиться два файла. Файл 1.txt запишется заново. При этом потеряется число -3.27, которое мы печатали для примера 1.
В следующих примерах будем приводить коды программ в среде Visual Studio.
Пример 3. Построить таблицу значений функции y=sinx при 0≤x≤2 с шагом 0,1.
Решение. Данный пример решается с помощью циклического алгоритма. Будем использовать цикл for. Построим таблицу значений функции на экране, а также в файле 1.xls и построим график в MS Excel.
Блок-схема:
Код программы:
// 8.3.cpp: определяет точку входа для консольного приложения.
//
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <math.h>
#include <iomanip>
#include <fstream>
using namespace std;
int main()
{
double x, y;
fstream f;
f.open("1.xls", ios::out);
cout<<setw(10)<<"x"<<setw(10)<<"y"<<endl;
f<<"x"<<"\t"<<"y"<<endl;
for(x=0; x<=2; x=x+0.1){
y=sin(x);
cout<<setw(10)<<x<<setw(10)<<y<<endl;
f<<x<<"\t"<<y<<endl;
}
f.close();
return 0;
}
Результат выполнения программы:
экран DOS:
табличный файл 1.xls:
Файл 1.xls с построенным графиком:
Пример 4. В матрице а(5, 5) вычислить сумму положительных элементов, произведение элементов на главной диагонали, количество элементов, больших 2.
Решение. Матрица а является двумерным массивом, состоящим из пяти строк и пяти столбцов. Проинициализируем массив по формуле a[i][j]=7sin(2,3ij). Массив и все результаты вычислений будем выводить в файл 1.xls.
Блок-схема:
Код программы:
// 8.4.cpp: определяет точку входа для консольного приложения.
//
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <math.h>
#include <iomanip>
#include <fstream>
using namespace std;
int main()
{
double a[5][5], s, p;
int i, j, k;
fstream f;
f.open("1.xls", ios::out);
cout<<"matrix:"<<endl;
f<<"матрица:"<<endl;
for(i=0; i<5; i=i+1){
for(j=0; j<5; j=j+1){
a[i][j]=7.0*sin(2.3*i*j);
cout<<setw(10)<<a[i][j];
f<<'\t'<<a[i][j];
}
cout<<endl;
f<<endl;
}
s=0;
for(i=0; i<5; i=i+1){
for(j=0; j<5; j=j+1){
if(a[i][j]>0){
s=s+a[i][j];
}
}
}
cout<<"s="<<s<<endl;
f<<"Сумма положительных=\t"<<s<<endl;
p=1;
for(i=0; i<5; i=i+1){
for(j=0; j<5; j=j+1){
if(i==j){
p=p*a[i][j];
}
}
}
cout<<"p="<<p<<endl;
f<<"Произв. на гл. диаг.=\t"<<p<<endl;
k=0;
for(i=0; i<5; i=i+1){
for(j=0; j<5; j=j+1){
if(a[i][j]>2){
k=k+1;
}
}
}
cout<<"k="<<k<<endl;
f<<"Количество элем.>2 =\t"<<k<<endl;
f.close();
return 0;
}
Результат выполнения программы:
экран DOS:
табличный файл 1.xls:
Примечание. Если данный код запустить в программе Borland C++, то русский текст следует заменить латиницей.