Ниже приводятся символы преобразования и их смысл:

d

аргумент преобразуется к десятичному виду.

o

аргумент преобразуется в беззнаковую восьмеричную форму(без лидирующего нуля).

x

аргумент преобразуется в беззнаковую шестнадцатеричную форму(без лидирующих 0х).

u

аргумент преобразуется в беззнаковую десятичную форму.

c

аргумент рассматривается как отдельный символ.

s

аргумент является строкой: символы строки печатаются до тех пор,пока не будет достигнут нулевой символ или не будет напечатаноколичество символов, указанное в спецификации точности.

e

аргумент, рассматриваемый как переменная типа float или double,преобразуется в десятичную форму в виде [-]m.nnnnnne[+-]хх, гдедлина строки из n определяется указанной точностью. Точность поумолчанию равна 6.

f

аргумент, рассматриваемый как переменная типа float или double,преобразуется в десятичную форму в виде [-]mmm.nnnnn, где длинастроки из n определяется указанной точностью. Точность поумолчанию равна 6.Отметим, что эта точность не определяетколичество печатаемых в формате f значащих цифр.

g

используется или формат %е или %f, какой короче;незначащие нули не печатаются.Если идущий за % символ не является символом преобразования,то печатается сам этот символ; следовательно,символ % можнонапечатать, указав %%.

Большинство из форматных преобразований очевидно и былопроиллюстрировано в предыдущих главах. Единственным исключением являетсято, как точность взаимодействует со строками. Следующая таблицадемонстрирует влияние задания различных спецификаций на печать"hello, world" (12 символов). Мы поместили двоеточия вокругкаждого поля для того, чтобы вы могли видеть его протяженность.

 :%10s:         :hello, world: :%10-s:        :hello, world: :%20s:         :        hello, world: :%-20s:        :hello, world        : :%20.10s:      :          hello, wor: :%-20.10s:     :hello, wor          : :%.10s:        :hello, wor:

Предостережение: printf использует свой первый аргумент для определениячисла последующих аргументов и их типов. Если количество аргументовокажется недостаточным или они будут иметь несоответственные типы, товозникнет путаница и вы получите бессмысленные результаты.

Упражнение 7-1.

Напишите программу, которая будет печатать разумным образом произвольныйввод. Как минимум она должна печатать неграфические символы ввосьмеричном или шестнадцатеричном виде (в соответствии с принятымиу вас обычаями) и складывать длинные строки.

Форматный ввод - функция scanf.

Осуществляющая ввод функция scanf является аналогом printf и позволяетпроводить в обратном направлении многие из тех же самыхпреобразований. Функция

 scanf(control, arg1, arg2, ...)

Управляющая строка обычно содержит спецификации преобразования,которые используются для непосредственной интерпретации входныхпоследовательностей. Управляющая строка может содержать:

• пробелы, табуляции или символы новой строки ("символы пустыхпромежутков"), которые игнорируются.
• Обычные символы (не %), которые предполагаются совпадающими соследующими отличными от символов пустых промежутков символамивходного потока.
• Спецификации преобразования, состоящие из символа %, необязательногосимвола подавления присваивания *, необязательного числа, задающегомаксимальную ширину поляи символа преобразования.

Спецификация преобразования управляет преобразованием следующего поляввода. Нормально результат помещается в переменную, которая указываетсясоответствующим аргументом. Если, однако, с помощью символа * указаноподавление присваивания, то это поле ввода просто пропускается иникакого присваивания не производится. Поле ввода определяется какстрока символов, которые отличны от символов простых промежутков;оно продолжается либо до следующего символа пустого промежутка, либопока не будет исчерпана ширина поля, если она указана. Отсюдаследует, что при поиске нужного ей ввода, функция scanf будетпересекать границы строк, поскольку символ новой строки входит вчисло пустых промежутков.

Символ преобразования определяет интерпретацию поля ввода; согласнотребованиям основанной на вызове по значению семантики языка "Си"соответствующий аргумент должен быть указателем. Допускаются следующиесимволы преобразования:

d

на вводе ожидается десятичное целое; соответствующий аргумент долженбыть указателем на целое.

o

на вводе ожидается восьмеричное целое (с лидирующим нулем или без него);соответствующий аргумент должен быть указателем на целое.

x

на вводе ожидается шестнадцатеричное целое (с лидирующими 0х или безних); соответствующий аргумент должен быть указателем на целое.

h

на вводе ожидается целое типа short; соответсвующий аргумент долженбыть указателем на целое типа short.

c

ожидается отдельный символ; соответствующий аргумент должен бытьуказателем на символы; следующий вводимый символ помещается вуказанное место. Обычный пропуск символов пустых промежутков в этомслучае подавляется; для чтения следующего символа, который неявляется символом пустого промежутка, пользуйтесь спецификациейпреобразования %1s.

s

ожидается символьная строка; соответствующий аргумент должен бытьуказателем символов, который указывает на массив символов, которыйдостаточно велик для принятия строки и добавляемого в конце символа \0.

f

ожидается число с плавающей точкой; соответствующий аргумент долженбыть указателем на переменную типа float.

e

символ преобразования е является синонимом для f. Формат вводапеременной типа float включает необязательный знак, строку цифр,возможно содержащую десятичную точку и необязательное поле экспоненты,состоящее из буквы е, за которой следует целое, возможно имеющее знак.

Перед символами преобразования d, о и х может стоять l, которая означает, что в списке аргументов должен находиться указатель на переменнуютипа long, а не типа int. Аналогично, буква l можетстоять перед символами преобразования е или f, говоря о том, что всписке аргументов должен находиться указатель на переменную типаdouble, а не типа float.

Например, обращение

 int 1; float x; char name[50]; scanf("&d %f %s", &i, &x, name);

 25 54.32e-1 thompson

 int i; float x; char name[50]; scanf("%2d %f %*d %2s", &i, &x, name);

 56789 0123 45a72

В качестве другого примера перепишем теперь элементарный калькуляториз главы 4,используя для преобразования ввода функцию scanf:

 #include <stdio.h> main() /* rudimentary desk calculator */ {        double sum, v;        sum =0;        while (scanf("%lf", &v) !=EOF)                printf("\\t%.2f\n", sum += v); }

Заключительное предостережение: аргументы функции scanf должны бытьуказателями. Несомненно наиболее распространенная ошибкасостоит в написании

 scanf("%d", n);

 scanf("%d", &n);

Форматное преобразование в памяти.

От функции scanf и printf происходят функции sscanf и sprintf,которые осуществляют аналогичные преобразования, но оперируют сострокой, а не с файлом. Обращения к этим функциям имеют вид:

 sprintf(string, control, arg1, arg2, ...) sscanf(string, control, arg1, arg2, ...)

 sprintf(name, "temp%d", n);

Функция sscanf выполняет обратные преобразования - онапросматривает строку string в соответствии с форматом в аргументеcontrol и помещает результирующие значения в аргументы arg1, arg2и т.д.эти аргументы должны быть указателями. В результате обращения

 sscanf(name, "temp%d", &n);

Доступ к файлам.

Все до сих пор написанные программы читали из стандартного ввода иписали в стандартный вывод, относительно которых мы предполагали, чтоони магическим образом предоставлены программе местной операционнойсистемой.

Следующим шагом в вопросе ввода-вывода является написание программы,работающей с файлом, который не связан заранее с программой. Одной изпрограмм, которая явно демонстрирует потребность в таких операциях,является сат, которая об'единяет набор из нескольких именованныхфайлов в стандартный вывод. Программа сат используется для выводафайлов на терминал и в качестве универсального сборщика ввода дляпрограмм, которые не имеют возможности обращаться к файлам по имени.Например, команда

 cat x.c.y.c

Вопрос состоит в том, как организовать чтение из именованныхфайлов, т.е., как связать внешние имена, которыми мыслит пользователь,с фактически читающими данные операторами.

Эти правила просты. Прежде чем можно считывать из некоторого файла илизаписывать в него, этот файл должен быть открыт с помощью функцииfopenиз стандартной библиотеки. Функция fopen берет внешнее имя(подобное x.c или y.c), проводит некоторые обслуживающие действияи переговоры с операционной системой (детали которых не должны наскасаться) и возвращает внутреннее имя, которое должно использоватьсяпри последующих чтениях из файла или записях в него.

Это внутреннее имя, называемое "указателем файла", фактическиявляется указателем структуры, которая содержит информацию о файле,такую как место размещения буфера, текущая позиция символа в буфере,происходит ли чтение из файла или запись в него и тому подобное.Пользователи не обязаны знать эти детали, потому что средиопределений для стандартного ввода-вывода, получаемых из файлаstdio.h, содержится определение структуры с именем FILE.Единственное необходимое для указателя файла описаниедемонстрируется примером:

FILE *fopen(), *fp;

Здесь говорится, что fp является указателем на FILE и fopen возвращаетуказатель на FILE. Обратите внимание, что FILE является именем типа,подобным int, а не ярлыку структуры; это реализовано как typedef.(Подробности того, как все это работает на системе UNIX, приведеныв главе 8).

Фактическое обращение к функции fopen в программе имеет вид:

fp = fopen( name, mode);

Если вы откроете файл, который еще не сущетвует, для записи илидобавления, то такой файл будет создан (если это возможно).Открытие существующего файла на запись приводит к отбрасыванию егостарого содержимого. Попытка чтения несуществующего файла являетсяощибкой. Ошибки могут быть обусловлены и другими причинами (например,попыткой чтения из файла, не имея на то разрешения). При наличиикакой-либо ошибки функция возвращает нулевое значение указателя NULL(которое для удобства также определяется в файле stdio.h).

Другой необходимой вещью является способ чтения или записи, если файлуже открыт. Здесь имеется несколько возможностей, из которых getcи putc являются простейшими.функция getc возвращает следующий символиз файла; ей необходим указатель файла, чтобы знать, из какого файлачитать. Таким образом,

c=getc(fp)

Функция putc, являющаяся обращением к функции getc,

putc(c,fp)

При запуске программы автоматически открываются три файла, которыеснабжены определенными указателями файлов. Этими файлами являютсястандартный ввод, стандартный вывод и стандартный вывод ошибок;соответствующие указатели файлов называются stdin, stdout и stderr.Обычно все эти указатели связаны с терминалом, но stdin и stdout могутбыть перенаправлены на файлы или в поток (pipe), как описывалось вразделе 7.2.

Функции getchar и putchar могут быть определены в терминалах getc,putc, stdin и stdout следующим образом:

 #define getchar() getc(stdin) #define putchar(с) putc(с, stdout)

Покончив с предварительными замечаниями, мы теперь в состояниинаписать программу cat для конкатенации файлов. Используемая здесьосновная схема оказывается удобной во многих программах: еслиимеются аргументы в командной строке, то они обрабатываютсяпоследовательно. Если такие аргументы отсутствуют, то обрабатываетсястандартный ввод. Это позволяет использовать программу каксамостоятельно, так и как часть большей задачи.

 #include <stdio.h> main(argc, argv) /*cat: concatenate files*/ int argc; char *argv[]; {        FILE *fp, *fopen();        if(argc==1) /*no args; copy standard input*/                filecopy(stdin);        else                while (--argc > 0)                        if ((fp=fopen(*++argv,"r"))==NULL) {                                printf("cat:can't open %\n",*argv);                                break;                        } else {                                filecopy(fp);                                fclose(fp);                        } } filecopy(fp) /*copy file fp to standard output*/ FILE *fp; { int c;        while ((c=getc(fp)) !=EOF)                putc(c, stdout); }

Функция fclose является обратной по отношению к fopen; она разрываетсвязь между указателем файла и внешним именем, установленную функциейfopen, и высвобождает указатель файла для другого файла.большинствоОперационных систем имеют некоторые ограничения на число одновременнооткрытых файлов, которыми может распоряжаться программа. Поэтому, токак мы поступили в cat, освободив не нужные нам более об'екты,является хорошей идеей. Имеется и другая причина для примененияфункции fclose к выходному файлу - она вызывает выдачу информации избуфера, в котором putc собирает вывод. (при нормальном завершенииработы программы функция fclose вызывается автоматически для каждогооткрытого файла).

Обработка ошибок - stderr и exit.

Обработка ошибок в сат неидеальна. Неудобство заключается в том, чтоесли один из файлов по некоторой причине оказывается недоступным,диагностическое сообщение об этом печатается в конце об'единенноговывода. Это приемлемо, если вывод поступает на терминал, но негодится, если вывод поступает в некоторый файл или через поточный(pipeline) механизм в другую программу.

Чтобы лучше обрабатывать такую ситуацию, к программе точно таким жеобразом, как stdin и stdout, присоединяется второй выходной файл,называемый stderr. Если это вообще возможно, вывод, записанный в файлеstderr, появляется на терминале пользователя, даже если стандартныйвывод направляется в другое место.

Давайте переделаем программу сат таким образом, чтобы сообщения обошибках писались в стандартный файл ошибок.

 #include <stdio.h> main(argc,argv) /*cat: concatenate files*/ int argc; char *argv[]; {        FILE *fp, *fopen();        if(argc==1) /*no args; copy standard input*/                filecopy(stdin);        else                while (--argc > 0)                        if((fp=fopen(*++argv,"r#))==NULL) {                                printf(stderr,                                  "cat: can't open,%s\n", argv);                                exit(1);                        } else {                                filecopy(fp);                        }        exit(0); }

Программа также использует функцию exit из стандартной библиотеки,обращение к которой вызывает завершение выполнения программы. Аргументфункции exit доступен любой программе, обращающейся к данной функции,так что успешное или неудачное завершение данной программы может бытьпроверено другой программой, использующей эту в качестве подзадачи. Посоглашению величина 0 в качетсве возвращаемого значения свидетельствуето том, что все в порядке, а различные ненулевые значения являютсяпризнаками нормальных ситуаций.

Функция exit вызывает функцию fclose для каждого открытого выходногофайла, с тем чтобы вывести всю помещенную в буферы выходную информацию,а затем вызывает функцию _exit. Функция _exit приводит к немедленномузавершению без очистки каких-либо буферов; конечно, при желании к этойфункции можно обратиться непосредственно.

Ввод и вывод строк.

Стандартная библиотека содержит функцию fgets, совершенно аналогичнуюфункции getline, которую мы использовали на всем протяжении книги. Врезультате обращения

 fgets(line, maxline, fp)

Предназначенная для вывода функция fputs записывает строку (которая необязана содержать символ новой строки) в файл:

 fputs(line, fp)

Чтобы показать, что в функциях типа fgets и fputs нет ничеготаинственного, мы приводим их ниже, скопированными непосредственно изстандартной библиотеки ввода-вывода:

 #include <stdio.h> char *fgets(s,n,iop) /*get at most n chars from iop*/ char *s; int n; register FILE *iop; {        register int c;        register char *cs;        cs = s;        while(--n>0&&(c=getc(iop)) !=EOF)                if ((*cs++ = c)=='\n')                        break;        *cs = '\0';        return((c==EOF && cs==s) ? NULL : s); } fputs(s,iop) /*put string s on fils iop*/ register char *s; register FILE *iop; {        register int c;        while (c = *s++)                putc(c,iop); }

Несколько разнообразных функций

Стандартная библиотека предоставляет множество разнообразных функций,некоторые из которых оказываются особенно полезными. Мы уже упоминалифункции для работы со строками: strlen, strcpy, strcat и strcmp. Вотнекоторые другие.

Проверка вида символов и преобразования.

---

Некоторые макросы выполняют проверку символов и преобразования:

• isalpha(c) не 0, если "c" алфавитный символ, 0 - если нет.
• isupper(c) не 0, если "c" буква верхнего регистра, 0 - если нет.
• islower(c) не 0, если "c" буква нижнего регистра, 0 - если нет.
• isdigit(c) не 0, если "c" цифра, 0 - если нет.
• isspacl(c) не 0, если "c" пробел, табуляция или новая строка, 0 - если нет.
• toupper(c) преобразует "c" в букву верхнего регистра.
• tolower(c) преобразует "c" в букву нижнего регистра.

Функция ungetc.

---

Стандартная библиотека содержит довольно ограниченную версию функцииungetch, написанной нами в главе 4;она называется ungetc. В результатеобращения

 ungetc(c,fp)

Обращение к системе.

---

Функция system(s) выполняет команду, содержащуюся в символьной строкеs, и затем возобновляет выполнение текущей программы. Содержимое sсильно зависит от используемой операционной системы. В качестветривиального примера, укажем, что на системе UNIX строка

 system("date");

Управление памятью.

---

Функция calloc весьма сходна с функцией alloc, использованной нами впредыдущих главах. В результате обращения

 calloc(n, sizeof(objcct))

Указатель обладает нужным для рассматриваемых об'ектов выравниванием,но ему следует приписывать соответствующий тип, как в

 char *calloc(); int *ip; ip=(int*) calloc(n,sizeof(int));

Функция cfree(р) освобождает пространство, на которое указывает "p",причем указатель "p" певоначально должен быть получен в результатеобращения к calloc. Здесь нет никаких ограничений на порядокосвобождения пространства, но будет неприятнейшей ошибкой освободитьчто-нибудь, что не было получено обращением к calloc.

Реализация программы распределения памяти, подобной calloc, в которойразмещенные блоки могут освобождаться в произвольном порядке,продемонстрирована в главе 8.