Agenda für heute, 2. Juni, 2005 Permanente DatenspeicherungPermanente Datenspeicherung Lesen und schreiben in Pascal Filetypen: Drei Kategorien Arbeiten.

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1 Agenda für heute, 2. Juni, 2005 Permanente DatenspeicherungPermanente Datenspeicherung Lesen und schreiben in Pascal Filetypen: Drei Kategorien Arbeiten mit Files Sequentielle Files Datentypen: Unterbereiche

2 Programmieren und Problemlösen © Institut für Computational Science, ETH Zürich Permanente Datenspeicherung Daten, die während der Ausführung eines Computerprogramms erzeugt werden, gehen bei Beendigung des Programms verloren, ausser sie werden als Datei auf ein permanentes Speicher- medium geschrieben. Solche Dateien werden in Pascal Files genannt. Auf Filekomponenten kann über die Filevariable zugegriffen werden (z.B. mit den Prozeduren Read, Write ). Ein File ist entweder leer oder es besteht aus einer linearen Folge von Filekomponenten. Alle Filekomponenten sind strukturell identisch, d.h. sie sind vom gleichen Typ. 2/28

3 Permanente Datenspeicherung Lesen und schreiben in PascalLesen und schreiben in Pascal Filetypen: Drei Kategorien Arbeiten mit Files Sequentielle Files Datentypen: Unterbereiche

4 Programmieren und Problemlösen © Institut für Computational Science, ETH Zürich Dateneingabe A:\geleise.pas ch Externer Speicher Arbeitsspeicher Read(Eingabe,ch); 1 2 3 AssignFile(Eingabe,'A:\geleise.pas'); Reset(Eingabe); Schritt 3 kann wiederholt werden bis das Ende des Files erreicht wird. Es soll eine Textdatei, Zeichen um Zeichen, eingelesen werden Pascal-Anweisungen 3/28

5 Programmieren und Problemlösen © Institut für Computational Science, ETH Zürich Datenausgabe A:\geleise.pas ch Externer Speicher Arbeitsspeicher Write(Ausgabe,ch); AssignFile(Ausgabe,'A:\geleise.pas'); Rewrite(Ausgabe); 1 2 3 Pascal-Anweisungen Es soll eine Textdatei, Zeichen um Zeichen, ausgeschrieben werden 4/28

6 Permanente Datenspeicherung Lesen und schreiben in Pascal Filetypen: Drei KategorienFiletypen: Drei Kategorien Arbeiten mit Files Sequentielle Files Datentypen: Unterbereiche

7 Programmieren und Problemlösen © Institut für Computational Science, ETH Zürich Typisierte Files Die Filekomponenten sind von einem in Pascal deklarierbaren Typ. Beispiele var Messwerte: file of real; Beobachtung: file of boolean; Sequenz: file of char; BezeichnerBasistyp 5/28

8 Programmieren und Problemlösen © Institut für Computational Science, ETH Zürich Untypisierte Files Wird im Deklarationsabschnitt kein Datentyp angegeben, dann speichert jede Filekomponente ein Byte. Werden für Zugriffe benutzt, bei denen keine Voraussetzungen für Struktur und Inhalt der entsprechenden Dateien gemacht werden. Beispiel var Eigabedaten, Ausgabedaten: file; { Folge von Bytes } 6/28

9 Programmieren und Problemlösen © Institut für Computational Science, ETH Zürich Textfiles Jede Filekomponente speichert ein Textzeichen. Sonderformen der Read- und Write-Prozeduren erlauben das Lesen und Schreiben von Werten, die nicht den Typ char haben. Beispiel var Dokument: textfile; 7/28

10 Programmieren und Problemlösen © Institut für Computational Science, ETH Zürich Wie Files organisiert sind Fileanfang Fileende Die Elemente eines Files Filevariable Filekomponente File:Eine verlängerbare Folge von Filekomponenten Bewegungsrichtung beim sequentiellen Lesen und Schreiben Zugriff auf ein sequentielles File Positionszeiger der Filevariablen 0 Komponentennummer 8/28

11 Permanente Datenspeicherung Lesen und schreiben in Pascal Filetypen: Drei Kategorien Arbeiten mit FilesArbeiten mit Files Sequentielle Files Datentypen: Unterbereiche

12 Programmieren und Problemlösen © Institut für Computational Science, ETH Zürich Arbeiten mit Files Damit ein Programm mit externen Dateien arbeiten kann, müssen folgende Schritte ausgeführt werden: Das File muss als Filevariable deklariert sein. Das File muss durch das Programm geschlossen werden. Über die Filevariable wird in die Datei geschrieben oder aus der Datei gelesen. Das File muss durch das Programm geöffnet werden. Das File muss mit einem ausserhalb des Programms zu kreierenden oder existierenden Dateinamen in Verbindung gebracht werden. 9/28

13 Programmieren und Problemlösen © Institut für Computational Science, ETH Zürich Deklaration von Files Deklaration eines Filetyps type Messwert =record XKoord, YKoord: integer; Wert: real end; MesswertDatei: file of Messwert; 10/28

14 Programmieren und Problemlösen © Institut für Computational Science, ETH Zürich Deklaration von Files Deklaration einer Filevariablen var Messstation1: MesswertDatei; Messstation2: MesswertDatei; MW1, MW2: Messwert; oder var Messstation1: file of Messwert; Messstation2: file of Messwert; Vom gleichen Typ Nicht vom gleichen Typ 11/28

15 Programmieren und Problemlösen © Institut für Computational Science, ETH Zürich Zuordnung eines Files zu einer externen Datei: fest Mit der Prozedur AssignFile wird der Filevariablen eines belie- bigen Dateityps ein in einer Stringkonstanten oder -variablen angegebener Dateiname zugeordnet. AssignFile(Messstation,'C:\Messung1') Name der FilevariablenVerzeichnispfad und Dateiname 12/28

16 Programmieren und Problemlösen © Institut für Computational Science, ETH Zürich Zuordnung eines Files zu einer externen Datei: fest Nach dem Aufruf von AssignFile ist das File Messstation der externen Datei 'Messung1' solange zugeordnet, bis Messstation wieder schlossen wird. AssignFile nicht für eine bereits geöffnete Dateivariable verwenden! Ist keine externe Datei mit dem angegebenen Namen vorhanden, tritt ein Fehler auf. 13/28

17 Programmieren und Problemlösen © Institut für Computational Science, ETH Zürich Abfangen des Fehlers bei fehlenden Dateien Mit der Funktion IOResult kann der Status der letzten E/A-Operation abgefragt werden. Dazu muss die automatische E/A-Prüfung mit dem Compiler-Schalter {$I–} deaktiviert werden. AssignFile(Messstation, 'C:\Messung1') {$I-}{E/A-Prüfung ausschalten} Reset(Messstation); {$I+}{E/A-Prüfung einschalten} if IOResult = 0 then begin {File wurde fehlerfrei geöffnet}... end else begin{File konnte nicht geöffnet werden} 14/28

18 Programmieren und Problemlösen © Institut für Computational Science, ETH Zürich Zuordnung eines Files zu einer externen Datei: variabel Unter Verwendung der Delphi-Komponente OpenDialog: können Dateinamen interaktiv eingegeben oder bestehende Dateinamen ausgewählt werden: Nach drücken des Buttons Öffnen kann der ausge- wählte Dateiname im Feld FileName der Komponente OpenDialog gelesen werden. AssignFile(Messstation,OpenDialog1.FileName) 15/28

19 Programmieren und Problemlösen © Institut für Computational Science, ETH Zürich Öffnen eines Files Lese- oder Schreibzugriffe auf Filekomponenten sind erst möglich nachdem ein File geöffnet worden ist. Dazu stellt Pascal die Prozeduren Reset und Rewrite zur Verfügung. In Delphigibt es zusätzlich die Prozedur Append um Text an Textfiles anzufügen. 16/28

20 Programmieren und Problemlösen © Institut für Computational Science, ETH Zürich Öffnen einer bereits vorhandenen Datei Mit der Prozedur Reset wird eine bereits vorhandene Datei geöffnet: Reset(Messstation) Bei einem Textfile ist die Datei nach dem Öffnen mit Reset schreibgeschützt. Ist das zu öffnende File bereits offen, wird es zuerst geschlossen und dann erneut geöffnet. Nach dem Öffnen wird der Positions- zeiger an den Anfang des Files gesetzt. Ist keine externe Datei mit dem angegebenen Namen vorhanden, dann tritt ein Fehler auf. Reset öffnet die mit AssignFile einer Filevariablen ( Messstation ) zugewiesene externe Datei. 17/28

21 Programmieren und Problemlösen © Institut für Computational Science, ETH Zürich Öffnen einer neuen Datei Die Prozedur Rewrite erstellt eine neue Datei und öffnet sie anschliessend: Rewrite(Messstation) Rewrite erstellt eine neue externe Datei unter dem mit AssignFile einer Filevariablen ( Messstation ) zugewiesenen Dateinamen. Ist das File bereits offen, wird es zuerst geschlossen und dann erneut erstellt. Nach dem Erstellen wird der Positionszeiger an den Anfang des leeren Files gesetzt. Ist schon eine gleichnamige externe Datei vorhanden, wird diese gelöscht und an ihrer Stelle die neue Datei angelegt. 18/28

22 Programmieren und Problemlösen © Institut für Computational Science, ETH Zürich Öffnen eines Textfiles um Text anzufügen Mit der Prozedur Append wird ein Textfile so für Schreibzugriffe geöffnet, dass die Daten am Ende des Files angefügt werden: Append(Messstation) Die Textfilevariable ( Messstation ) muss mit AssignFile einer externen Datei zugeordnet worden sein. Der Positionszeiger wird auf das Fileende gesetzt. Im Gegensatz zu Rewrite wird mit Append eine bestehende Datei nicht gelöscht. Ist das File bereits offen, wird es zuerst geschlossen und dann erneut geöffnet. 19/28

23 Programmieren und Problemlösen © Institut für Computational Science, ETH Zürich Schliessen eines Files Mit der Prozedur CloseFile wird ein File geschlossen. Diese Operation stellt sicher, dass alle Daten in die externe Datei geschrieben werden. Nach CloseFile kann die Filevariable mit AssignFile einer anderen (oder nochmals der gleichen) externen Datei zugeordnet werden. AssignFile(Messstation, 'C:\Messung1') Reset(Messstation); { Datei Messung1 verarbeiten } CloseFile(Messstation); AssignFile(Messstation, 'A:\NeueMessung') Reset(Messstation); { Datei NeueMessung verarbeiten } 20/28

24 Programmieren und Problemlösen © Institut für Computational Science, ETH Zürich Hinweis Für die Verarbeitung von Dateien werden Prozeduren und Funktionen eingesetzt, die vom Programmiersystem als Teil einer Programmbibliothek zur Verfügung gestellt werden. Beachten Sie deshalb die Konventionen, die für Ihre Programmierumgebung gelten. Die Prozedur für die Zuordnung von Filevariablen an externe Dateinamen beispielsweise heisst in Turbo-Pascal Assign (in Delphi heisst sie AssignFile). Sie sind nicht Teil der Syntax von Pascal und somit nicht "portabel". 21/28

25 Permanente Datenspeicherung Lesen und schreiben in Pascal Filetypen: Drei Kategorien Arbeiten mit Files Sequentielle FilesSequentielle Files Datentypen: Unterbereiche

26 Programmieren und Problemlösen © Institut für Computational Science, ETH Zürich Schreiben einer sequentiellen Datei AssignFile(F,'D') Rewrite(F) F D D F 0 Write(F,V) F D V 1 Schematische Darstellung Write(F,V) F D V 2 Vorsicht: Rewrite löscht den Inhalt einer bestehenden Datei! 22/28

27 Programmieren und Problemlösen © Institut für Computational Science, ETH Zürich Lesen einer sequentiellen Datei Schematische Darstellung AssignFile(F,'D') Reset(F) F D D F 0 Read(F,V) FD V 1 F V 2 D 23/28

28 Programmieren und Problemlösen © Institut für Computational Science, ETH Zürich Lesen einer sequentiellen Datei Schematische Darstellung Read(F,V) F D V n F V n+1 D Eine weitere Read-Anweisung würde zu einem Laufzeitfehler führen. Mit der Funktion Eof (End of file) können wir prüfen, ob das Ende eines Files erreicht wurde (oder ob ein File leer ist). Eof(F) = true 24/28

29 Permanente Datenspeicherung Lesen und schreiben in Pascal Filetypen: Drei Kategorien Arbeiten mit Files Sequentielle Files Datentypen: UnterbereicheDatentypen: Unterbereiche

30 Programmieren und Problemlösen © Institut für Computational Science, ETH Zürich Unterbereichstypen Wird bei der Verwendung einer Variablen vorausgesetzt, dass sie nur Werte innerhalb eines zusammenhängenden Teilbereichs eines ordinalen Typs annehmen darf, dann kann dies durch das Deklarieren eines Unterbereichstyps überwacht werden. const n = 1000; type Teilbereich = 1..n; var x: Teilbereich; oder: var x: 1..1000; Die Konstanten, welche die Bereichsgrenzen angeben, müssen vom gleichen ordinalen Typ, dem Host-Typ sein. Alle Operationen, die über den Werten des Host-Typs zulässig sind, können auch über den Werten des Unterbereichstyps ausgeführt werden. 25/28

31 Programmieren und Problemlösen © Institut für Computational Science, ETH Zürich Unterbereichstypen Beispiele type Kleinbuchstabe = 'a'..'z'; Ziffer = '0'..'9'; Index = 1..25; Werktag = Montag..Freitag; Als Unterbereich des Aufzählungstyps Tag var Eingabezeichen: Kleinbuchstabe; A: array[Index] of real; Arbeitstag: Werktag; Wtage: array[Werktag] of integer; x: integer; x:= Wtage[dienstag] 26/28

32 Programmieren und Problemlösen © Institut für Computational Science, ETH Zürich Unterbereichstypen: Eigenschaften Verschiedene Unterbereiche eines bestimmten Typs können im gleichen Ausdruck vorkommen. var klein: 1..10; mittel: 0..100; gross: integer; Der folgende Ausdruck ist gültig: klein * mittel + gross 27/28

33 Programmieren und Problemlösen © Institut für Computational Science, ETH Zürich Unterbereichstypen: Eigenschaften Unterbereichstypen können auf beiden Seiten einer Zuweisungs- anweisung stehen: 0..1001..10 mittel:= klein; klein:= mittel; 1..100..100 Prüfung nur während der Programmausführung möglich. (Mit Bereichsprüfung kompilieren). 28/28