Acesso Aleatório em ArquivosINF01202

Prof. Lucas Mello Schnorr

1 / 17

Sumário

Em C (lidar com o conteúdo de arquivos)

I Habituais funções de abertura, leitura, escrita, fechamento

I Retornar rewind

I Reposicionar fseek

I Dizer ftell

Em C (lidar com arquivos)

I Renomear rename e remover remove

I Outras funções de stdio.h

2 / 17

Cabeçote de leitura/gravação

Slide 7 INF 01202

Leitura/Gravação em arquivos

• A leitura ou gravação de um stream de/para o arquivo causam um deslocamento da posição corrente do arquivo, em relação ao momento anterior à operação de entrada ou saída de dados.

• A posição posterior corresponde à posição do início da operação é deslocada pela adição do número de bytes lidos ou gravados, ou seja, a posição corrente fica sendo o byte imediatamente posterior ao último processado (leitura ou gravação).

Cortesia: Prof. Claudio Jung

3 / 17

Rebobinar rewind (rebobina a posição do cabeçote)

Protótipo

void rewind(FILE *stream);

A função rewind seta o indicador de posição (o cabeçote deleitura/gravação) apontado por stream para o início do arquivo.

Exemplo

FILE *arquivo;

arquivo = fopen("atletas.bin", "r");

fread(&atletas, sizeof(atleta_t), natletas, arquivo);

rewind(arquivo);

4 / 17

Rebobinar rewind (rebobina a posição do cabeçote)

Protótipo

void rewind(FILE *stream);

A função rewind seta o indicador de posição (o cabeçote deleitura/gravação) apontado por stream para o início do arquivo.

Exemplo

FILE *arquivo;

arquivo = fopen("atletas.bin", "r");

fread(&atletas, sizeof(atleta_t), natletas, arquivo);

rewind(arquivo);

4 / 17

Reposicionar fseek (mudar a posição do cabeçote)Protótipo

int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);

A função fseek de�ne a posição do cabeçote de leitura do stream. Anova posição, medidas em bytes, é obtida adicionando offset bytes paraa posição especi�cada por whence.

whence Signi�cado

SEEK_SET deslocamento o�set em relação ao início do arquivoSEEK_CUR deslocamento o�set em relação à posição atual do arquivoSEEK_END deslocamento o�set em relação ao �nal do arquivo

Exemplo

FILE *arquivo;

arquivo = fopen("atletas.bin", "r");

fseek(arquivo, 4, SEEK_CUR);

fseek(arquivo, -sizeof(atleta_t), SEEK_END);

fseek(arquivo, 0, SEEK_SET);

5 / 17

Reposicionar fseek (mudar a posição do cabeçote)Protótipo

int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);

A função fseek de�ne a posição do cabeçote de leitura do stream. Anova posição, medidas em bytes, é obtida adicionando offset bytes paraa posição especi�cada por whence.

whence Signi�cado

SEEK_SET deslocamento o�set em relação ao início do arquivoSEEK_CUR deslocamento o�set em relação à posição atual do arquivoSEEK_END deslocamento o�set em relação ao �nal do arquivo

Exemplo

FILE *arquivo;

arquivo = fopen("atletas.bin", "r");

fseek(arquivo, 4, SEEK_CUR);

fseek(arquivo, -sizeof(atleta_t), SEEK_END);

fseek(arquivo, 0, SEEK_SET);

5 / 17

Reposicionar fseek (mudar a posição do cabeçote)Protótipo

int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);

A função fseek de�ne a posição do cabeçote de leitura do stream. Anova posição, medidas em bytes, é obtida adicionando offset bytes paraa posição especi�cada por whence.

whence Signi�cado

SEEK_SET deslocamento o�set em relação ao início do arquivoSEEK_CUR deslocamento o�set em relação à posição atual do arquivoSEEK_END deslocamento o�set em relação ao �nal do arquivo

Exemplo

FILE *arquivo;

arquivo = fopen("atletas.bin", "r");

fseek(arquivo, 4, SEEK_CUR);

fseek(arquivo, -sizeof(atleta_t), SEEK_END);

fseek(arquivo, 0, SEEK_SET);5 / 17

Revelar ftell (revela a posição do cabeçote)

Protótipo

long ftell(FILE *stream);

A função obtém o valor atual da posição do cabeçote de leitura/gravaçãoapontado por stream.

Exemplo

FILE *arquivo;

arquivo = fopen("atletas.bin", "r");

fseek(arquivo, 0, SEEK_END);

printf("Posição atual: %ld\n", ftell(arquivo));

6 / 17

Revelar ftell (revela a posição do cabeçote)

Protótipo

long ftell(FILE *stream);

A função obtém o valor atual da posição do cabeçote de leitura/gravaçãoapontado por stream.

Exemplo

FILE *arquivo;

arquivo = fopen("atletas.bin", "r");

fseek(arquivo, 0, SEEK_END);

printf("Posição atual: %ld\n", ftell(arquivo));

6 / 17

Funções de manipulação externa de arquivos

Protótipos

int rename(const char *oldpath, const char *newpath);

int remove(const char *pathname);

Outras funções de stdio.h

I Procure no DuckDuckGo: man stdio

7 / 17

Funções de manipulação externa de arquivos

Protótipos

int rename(const char *oldpath, const char *newpath);

int remove(const char *pathname);

Outras funções de stdio.h

I Procure no DuckDuckGo: man stdio

7 / 17

Acesso não sequencial no arquivo

Slide 11 INF 01202

Acesso Randômico

Acesso a pontos de um arquivo, sem percorrer sequencialmente o conteúdo que antecede o conteúdo desejado.

Motivações: • a posição desejada de leitura ou escrita pode

não ser coincidente com a posição corrente do arquivo válida em um certo momento.

• A posição corrente de leitura ou escrita pode ser alterada para qualquer posição do arquivo.

Cortesia: Prof. Claudio Jung

8 / 17

Exemplo #1: InsereNoFim-AindaMelhorResolvendo o problema de uma maneira mais elegante:

1. Ler a quantidade de atletas no início do arquivo2. fseek para o �m do arquivo3. Escrever o novo atleta4. rewind (reboninar para o início do arquivo)5. Escrever a nova quantidade de atletas

InsereNoFinal-AindaMelhor.c

#include <stdio.h>#include "GeraSalva-Nomes.h"#include "GeraSalva.h"int main() {

FILE *arquivo = NULL;int natletas = 0;atleta_t atleta = {0};gera_nome_aleatorio(atleta.nome, 20);atleta.idade = gera_idade_aleatoria(18, 25);atleta.altura = gera_altura_aleatoria(180, 185);printf("%s, %d, %d\n",

atleta.nome, atleta.idade, atleta.altura);

//1.arquivo = fopen(FATLETAS, "r+");if (arquivo){fread(&natletas, sizeof(int), 1, arquivo);

}else{

printf("Impossível abrir arquivo ""[%s] para leitura/escrita. ""Fatal.\n", FATLETAS);

return 0;}

//2.fseek(arquivo, 0L, SEEK_END);

//3.fwrite(&atleta, sizeof(atleta_t), 1, arquivo);fflush(arquivo);

//4.rewind(arquivo);natletas++;fwrite(&natletas, sizeof(int), 1, arquivo);fclose(arquivo);return 0;

}

9 / 17

Exemplo #1: InsereNoFim-AindaMelhorResolvendo o problema de uma maneira mais elegante:

1. Ler a quantidade de atletas no início do arquivo2. fseek para o �m do arquivo3. Escrever o novo atleta4. rewind (reboninar para o início do arquivo)5. Escrever a nova quantidade de atletas

InsereNoFinal-AindaMelhor.c

#include <stdio.h>#include "GeraSalva-Nomes.h"#include "GeraSalva.h"int main() {

FILE *arquivo = NULL;int natletas = 0;atleta_t atleta = {0};gera_nome_aleatorio(atleta.nome, 20);atleta.idade = gera_idade_aleatoria(18, 25);atleta.altura = gera_altura_aleatoria(180, 185);printf("%s, %d, %d\n",

atleta.nome, atleta.idade, atleta.altura);

//1.arquivo = fopen(FATLETAS, "r+");if (arquivo){

fread(&natletas, sizeof(int), 1, arquivo);}else{

printf("Impossível abrir arquivo ""[%s] para leitura/escrita. ""Fatal.\n", FATLETAS);

return 0;}

//2.fseek(arquivo, 0L, SEEK_END);

//3.fwrite(&atleta, sizeof(atleta_t), 1, arquivo);fflush(arquivo);

//4.rewind(arquivo);natletas++;fwrite(&natletas, sizeof(int), 1, arquivo);fclose(arquivo);return 0;

}

9 / 17

Exemplo #1: Compilação e Testes

rm -f InsereNoFinal-AindaMelhor

gcc -Wall -g \

e/rev-a34/GeraSalva-Nomes.c \

e/rev-a34/InsereNoFinal-AindaMelhor.c \

-o e/rev-a34/InsereNoFinal-AindaMelhor

10 / 17

Exemplo #2: Cria um arquivo de índice

Um programa que varre o arquivo de atletas atletas.bin, criando umoutro arquivo chamado index.bin que terá o nome do atleta seguido deum valor long que contenha a posição daquele atleta no arquivo.

Nova estrutura de dados index_t, com dois campos

typedef struct {

char nome[32];

long posicao;

} index_t;

Programa CriaIndex, com os seguintes módulos

I Index, funções para preencher index_t a partir de um atleta_t

I Programa, abre atletas.bin e cria o arquivo index.bin.

11 / 17

Exemplo #2: Cria um arquivo de índice

Um programa que varre o arquivo de atletas atletas.bin, criando umoutro arquivo chamado index.bin que terá o nome do atleta seguido deum valor long que contenha a posição daquele atleta no arquivo.

Nova estrutura de dados index_t, com dois campos

typedef struct {

char nome[32];

long posicao;

} index_t;

Programa CriaIndex, com os seguintes módulos

I Index, funções para preencher index_t a partir de um atleta_t

I Programa, abre atletas.bin e cria o arquivo index.bin.

11 / 17

Exemplo #2: Cria um arquivo de índice

Um programa que varre o arquivo de atletas atletas.bin, criando umoutro arquivo chamado index.bin que terá o nome do atleta seguido deum valor long que contenha a posição daquele atleta no arquivo.

Nova estrutura de dados index_t, com dois campos

typedef struct {

char nome[32];

long posicao;

} index_t;

Programa CriaIndex, com os seguintes módulos

I Index, funções para preencher index_t a partir de um atleta_t

I Programa, abre atletas.bin e cria o arquivo index.bin.

11 / 17

(#2) Index: Cabeçalho e ImplementaçãoIndex.h

#ifndef INDEX_H

#define INDEX_H

#include <stdio.h>

#include "GeraSalva.h"

#define FINDEX "index.bin"

typedef struct {

char nome[32];

long posicao;

} index_t;

index_t cria_index (atleta_t *a, long posicao);

#endif

Index.c

#include "Index.h"

index_t cria_index (atleta_t *a, long posicao) {

index_t ret;

strncpy(ret.nome, a->nome, 32);

ret.posicao = posicao;

return ret;

}

12 / 17

(#2) Index: Cabeçalho e ImplementaçãoIndex.h

#ifndef INDEX_H

#define INDEX_H

#include <stdio.h>

#include "GeraSalva.h"

#define FINDEX "index.bin"

typedef struct {

char nome[32];

long posicao;

} index_t;

index_t cria_index (atleta_t *a, long posicao);

#endif

Index.c

#include "Index.h"

index_t cria_index (atleta_t *a, long posicao) {

index_t ret;

strncpy(ret.nome, a->nome, 32);

ret.posicao = posicao;

return ret;

}

12 / 17

(#2) Programa: Implementação

CriaIndex.c

#include "Index.h"int main() {

atleta_t atleta;index_t index;

// Abre o arquivo dos atletas para leituraFILE *arq0 = fopen(FATLETAS, "r");if (!arq0) {

printf("Impossível de abrir arquivo [%s] ""para leitura. Fatal.\n", FATLETAS);

return 0;}

// Abre o arquivo dos índices para escritaFILE *arq1 = fopen(FINDEX, "w");if (!arq1) {printf("Impossível de abrir arquivo [%s] "

"para escrita. Fatal.\n", FINDEX);return 0;

}

// Ignora os 4 bytes iniciais com fseekfseek(arq0, sizeof(int), SEEK_CUR);

// Enquanto o arquivo não chegar ao fimwhile(!feof(arq0)){

// Salva a posiçãolong posicao = ftell(arq0);

// Le os dados de um atletafread(&atleta, sizeof(atleta_t), 1, arq0);

// Cria o índice correspondenteindex = cria_index(&atleta, posicao);

// Escreve o índice no arquivo de saídafwrite(&index, sizeof(index_t), 1, arq1);

}fclose(arq0);fclose(arq1);return 0;

}

Compilação e testes

rm -f CriaIndex

gcc -Wall -g e/rev-a34/Index.c e/rev-a34/CriaIndex.c -o e/rev-a34/CriaIndex

13 / 17

(#2) Programa: Implementação

CriaIndex.c

#include "Index.h"int main() {

atleta_t atleta;index_t index;

// Abre o arquivo dos atletas para leituraFILE *arq0 = fopen(FATLETAS, "r");if (!arq0) {

printf("Impossível de abrir arquivo [%s] ""para leitura. Fatal.\n", FATLETAS);

return 0;}

// Abre o arquivo dos índices para escritaFILE *arq1 = fopen(FINDEX, "w");if (!arq1) {printf("Impossível de abrir arquivo [%s] "

"para escrita. Fatal.\n", FINDEX);return 0;

}

// Ignora os 4 bytes iniciais com fseekfseek(arq0, sizeof(int), SEEK_CUR);

// Enquanto o arquivo não chegar ao fimwhile(!feof(arq0)){

// Salva a posiçãolong posicao = ftell(arq0);

// Le os dados de um atletafread(&atleta, sizeof(atleta_t), 1, arq0);

// Cria o índice correspondenteindex = cria_index(&atleta, posicao);

// Escreve o índice no arquivo de saídafwrite(&index, sizeof(index_t), 1, arq1);

}fclose(arq0);fclose(arq1);return 0;

}

Compilação e testes

rm -f CriaIndex

gcc -Wall -g e/rev-a34/Index.c e/rev-a34/CriaIndex.c -o e/rev-a34/CriaIndex13 / 17

Exemplo #3: Atualiza a idade de um atletaUm programa que atualiza a idade de um determinado atleta, cujo nomee idade corrigida foram lidos do teclado. O nome deve ser procurado noarquivo index.bin para obter sua posição no arquivo atletas.bin. Emseguida, o arquivo atletas.bin deve ser atualizado com a idadecorrigida.

Passos

1. Abrir arquivos index.bin e atletas.bin

2. Ler procurado e sua nova_idade corrigida

3. Procurar o procurado no index.bin

4. Se encontrar, obter a posição do procurado no atletas.bin

5. Posicionar cabeçote de leitura para posição encontrada

6. Ler o registro

7. Con�rmar que realmente encontramos o registro

8. Atualizar campo idade com nova_idade

9. Reposicionar cabeçote de leitura para posição encontrada

10. Escrever o registro atualizado

14 / 17

Exemplo #3: Atualiza a idade de um atletaUm programa que atualiza a idade de um determinado atleta, cujo nomee idade corrigida foram lidos do teclado. O nome deve ser procurado noarquivo index.bin para obter sua posição no arquivo atletas.bin. Emseguida, o arquivo atletas.bin deve ser atualizado com a idadecorrigida.Passos

1. Abrir arquivos index.bin e atletas.bin

2. Ler procurado e sua nova_idade corrigida

3. Procurar o procurado no index.bin

4. Se encontrar, obter a posição do procurado no atletas.bin

5. Posicionar cabeçote de leitura para posição encontrada

6. Ler o registro

7. Con�rmar que realmente encontramos o registro

8. Atualizar campo idade com nova_idade

9. Reposicionar cabeçote de leitura para posição encontrada

10. Escrever o registro atualizado14 / 17

(#3) Atualiza: Implementação

Atualiza.c

#include "Index.h"#include "GeraSalva.h"int main() {

atleta_t atleta = {0};index_t index = {0};char procurado[32] = {0};int nova_idade = 0;// 1. Abre o arquivo dos atletas para atualizaçãoFILE *arq0 = fopen(FATLETAS, "r+");if (!arq0) {

printf("Impossível de abrir arquivo [%s] ""para atualização. Fatal.\n", FATLETAS);

return 0;}// 1. Abre o arquivo dos índices para leituraFILE *arq1 = fopen(FINDEX, "r");if (!arq1) {printf("Impossível de abrir arquivo [%s] "

"para leitura. Fatal.\n", FINDEX);return 0;

}// 2. Le o procurado e sua idade corrigidaprintf("Nome do procurado: ");fgets(procurado, 32, stdin);procurado[strlen(procurado)-1] = '\0';printf("Nova idade do procurado [%s]: ", procurado);scanf("%d", &nova_idade);printf("Atualizar [%s] com a idade [%d]!\n",

procurado, nova_idade);

// 3, 4. Enquanto o arquivo não chegar ao fimint encontrei = 0;while(!feof(arq1) && encontrei == 0){

// Le os dados de um index_tfread(&index, sizeof(index_t), 1, arq1);if (strcmp(index.nome, procurado) == 0){

encontrei = 1;}

}fclose(arq1);if (encontrei == 0){

printf("Nome não encontrado no índice. Fatal.\n");return 0;

}// 5. Vamos posiciar a cabeça de leiturafseek(arq0, index.posicao, SEEK_SET);// 6. Lerfread(&atleta, sizeof(atleta_t), 1, arq0);// 7. Confirmar que é bem o atleta que estamos procurandoif (strcmp(atleta.nome, index.nome) != 0){

printf("Erro, o indice está corrompido.\n");return 0;

}// 8. Atualizar a idade (em memória)atleta.idade = nova_idade;// 9. Reposicionar na posição corretafseek(arq0, index.posicao, SEEK_SET);// 10. Escreverfwrite(&atleta, sizeof(atleta_t), 1, arq0);fclose(arq0);return 0;

}15 / 17

(#3) Compilação e testes

rm -f Atualiza

gcc -Wall -g e/rev-a34/Atualiza.c -o e/rev-a34/Atualiza

Vamos gerar a base e criar índices:

./GeraSalva

./CriaIndex

Atualizar a idade do muvucofasido para 31.

16 / 17

Exercício #1: Calcular estatísticas

Faça um programa de computador que leia atletas.bin e calcule aidade mínima, idade máxima e idade média dentre todos os atletasenvolvidos. Faça o mesmo (ao mesmo tempo) para a altura dos atletas.

Implemente este algoritmo

1. Posicione no início do primeiro atleta (4 bytes do início do arquivo)

2. Enquanto o arquivo não terminar

2.1 Avance até a posição da idade (sabendo que o nome ocupa 32 bytes)2.2 Leia a idade2.3 Atualize estatísticas da idade2.4 Leia a altura2.5 Atualize estatísticas da altura

3. Apresente as estatísticas

E lembre-se:

I A idade média e a altura média são números reais.

I Utilize o programa GeraSalva para criar atletas.bin

17 / 17

Exercício #1: Calcular estatísticas

Faça um programa de computador que leia atletas.bin e calcule aidade mínima, idade máxima e idade média dentre todos os atletasenvolvidos. Faça o mesmo (ao mesmo tempo) para a altura dos atletas.

Implemente este algoritmo

1. Posicione no início do primeiro atleta (4 bytes do início do arquivo)

2. Enquanto o arquivo não terminar

2.1 Avance até a posição da idade (sabendo que o nome ocupa 32 bytes)2.2 Leia a idade2.3 Atualize estatísticas da idade2.4 Leia a altura2.5 Atualize estatísticas da altura

3. Apresente as estatísticas

E lembre-se:

I A idade média e a altura média são números reais.

I Utilize o programa GeraSalva para criar atletas.bin

17 / 17