5. Потоци II

Низови (текстови) потоци.
В езика С++ има възможност да се чете/пише от/в низове вместо да се използват стандартни устройства или файлове.
В заглавния файл sstream са дефинирани обекти, функции и операции за работа с текстови потоци.

* Входен поток - с обект от клас istringstream.
string input = "January 23, 1881";
istringstream instr(input);
string month;
int day;
string comma;
int year;
instr >> month >> day >> comma >> year;

* Изходен поток - с обект от клас ostringstream.
ostringstream outstr;
outstr << setprecision(8) << sqrt(2);
string output = outstr.str();

Пример: Преобразуване на момент от време в низ.
В САЩ има два формата за записване на време с разлика в часовете:
- am/pm
- денонощието започва с 12 am следват 1-11 am, 12 pm и 1-11 pm.
- military - часовете са от 00 до 23.
// readtime.cpp

#include <iostream>
#include <sstream>
using namespace std;

string int_to_string(int n)
{ ostringstream outstr;
  outstr << n;
  return outstr.str();
}

void read_time(int &hours, int &minutes)
{ string line;
  getline(cin, line);
  istringstream instr(line);
  instr >> hours;
  minutes = 0;
  char ch;
  instr.get(ch);
  if (ch == ':') instr >> minutes;
  else           instr.unget();

  string suffix;
  instr >> suffix;
  if (suffix == "pm") hours += 12;
}

string time_to_string(int hours, int minutes, bool am_pm)
{ string suffix;
  if (am_pm)
  { if (hours < 12) suffix = "am";
    else { suffix = "pm"; hours -= 12; }
    if (hours == 0) hours = 12;
  }
  string result = int_to_string(hours) + ":";
  if (minutes < 10) result = result + "0";
  result = result + int_to_string(minutes);
  if (am_pm) result = result + " " + suffix;
  return result;
}

int main()
{ cout << "Please enter the time: ";
  int hours, minutes;
  read_time(hours, minutes);

  cout << "Using am/pm:   " << time_to_string(hours, minutes, true) << "\n";
  cout << "Military time: " << time_to_string(hours, minutes, false) << "\n";
  return 0;
}

Please enter the time: 10:20 pm
Using am/pm:   10:20 pm
Military time: 22:20

Аргументи от командния ред.
* Определение и използване.
Операционните системи могат да предават данни от командния ред за стартиране на програма на С и С++ (конзола) на самата програма.
За тази цел главната функция main може да има два формални параметри - int argc и char* argv[].

Пример:

// simple.cpp
#include <iostream>
using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
   for (int i=0; i<argc; i++)
       cout << "argv[" << i << "]=" << argv[i] << endl;
   return 0;


* Шифър на Цезар.
Шифрирането се състои в замяна на буква от даден (изходен) текст с друга буква, която се намира е след key букви в азбуката. Дешифрирането на шифриран текст се състои във възстановяване на изходното съобщение.
Програмта работи със следните аргументи от командния ред:
- флаг -d (незадължителен) за работа на програмата по дешифриране;
- флаг -k<число> (незадължителен) за задаване на ключ (по подразбиране ключът е 3);
- име на входен файл;
- име на изходен файл.

// caesar.cpp
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include <sstream>
using namespace std;

void usage(string program_name)
{ cout << "Usage: " << program_name
       << " [-d] [-kn] infile outfile\n";
  exit(1);
}

void open_file_error(string filename)
{ cout << "Error opening file " << filename << "\n";
  exit(1);
}

int remainder(int a, int n)
{ if (a >= 0) return a % n;
  else        return n - 1 - (-a - 1) % n;
}

char encrypt(char ch, int k)
{ const int NLETTER = 26;
  if ('A' <= ch && ch <= 'Z')
     return static_cast<char>('A' + remainder(ch-'A'+k, NLETTER));
  if ('a' <= ch && ch <= 'z')
     return static_cast<char>('a' + remainder(ch-'a'+k, NLETTER));
  return ch;
}

void encrypt_file(ifstream& in, ofstream& out, int k)
{ char ch;
  while (in.get(ch)) out.put(encrypt(ch, k));
}

int string_to_int(string s)
{ istringstream instr(s);
  int n;
  instr >> n;
  return n;
}

int main(int argc, char* argv[])
{ bool decrypt = false;
  int key = 3;
  int nfile = 0;
  ifstream infile;
  ofstream outfile;

  if (argc<3 or argc>5) usage(string(argv[0]));
  for (int i = 1; i < argc; i++)
  { string arg = string(argv[i]);
    if (arg.length() >= 2 and arg[0] == '-')
    { char option = arg[1];
      if (option == 'd') decrypt = true;
      else if (option == 'k')
        key = string_to_int(arg.substr(2, arg.length() - 2));
    }
    else
    { nfile++;
      if (nfile == 1)
      { infile.open(arg.c_str());
        if (infile.fail()) open_file_error(arg);
      }
      else if (nfile == 2)
      { outfile.open(arg.c_str());
        if (outfile.fail()) open_file_error(arg);
      }
    }
   }
   if(nfile != 2) usage(string(argv[0]));
   if (decrypt) key = -key;
   encrypt_file(infile, outfile, key);
   infile.close();
   outfile.close();
   return 0;
}

Изпълнение на програмата:

>caesar
>Usage: CAESAR.EXE [-d] [-kn] infile outfile

Файл input.txt:

This is a text to encrypt (1-st) and decrypt (2-nd).
One more line. End.

Изпълнение на програмата:

>caesar input.txt encrypt1.txt
Файл encrypt1.txt
Wklv lv d whaw wr hqfubsw (1-vw) dqg ghfubsw (2-qg).
Rqh pruh olqh. Hqg.

Изпълнение на програмата:

>caesar -k7 input.txt encrypt2.txt
Файл encrypt2.txt
Aopz pz h alea av lujyfwa (1-za) huk kljyfwa (2-uk).
Vul tvyl spul. Luk.

Изпълнение на програмата:

>caesar -d -k7 encrypt2.txt output.txt
Файл output.txt
This is a text to encrypt (1-st) and decrypt (2-nd).
One more line. End.


Произволен (пряк) достъп.
Последователен достъп означава, че можем да четем/пишем от/във файл само последователно - елемент след елемент, байт след байт.
Сега бихме искали да можем да четем и пишем на всяко място във файла, което се нарича пряк или произволен достъп.


- включване на заглавен файл:
    #include <fstream>
- дефиниране на файлова променлива за четене и писане:
    fstream fs;
Във всеки файл са дефинирани две специални позиции:


- преместване на позициите за четене и писане:
    long n = 10;
/* преместване на позицията за четене 10 байта след началото на файла */
    fs.seekg(n, ios::beg);
/* преместване на позицията за писане 10 байта след началото на файла */
    fs.seekp(n, ios::beg);
/* преместване на позицията за писане в края на файла */
    fs.seekp(n, ios::end);
/* преместване на позицията за писане 10 байта напред относно текущата позиция */
    fs.seekp(n, ios::cur);

- намиране на текущите позициите за четене и писане:
    long n;
    n = fs.tellg();
    n = fs.tellp();
Дължината на файл можем да получим по следния начин:
fs.seekg(0, ios::end);
long file_length = fs.tellg();
- файлове с променлива или фиксирана дължина на записа:
 
Harry Hacker 500 Johny Johnson 600 Tedy Tompson 700.20
1234567890123456 12345678901234567 1234567890123456789

 
Harry Hacker       500 Johny Johnson      600 Tedy Tompson    700.20
1234567890123456789012 1234567890123456789012 1234567890123456789012

* Програма за четене на файлови записи, съдържащи име на служител и заплата и промяна на заплатата на даден служител. 

Примерен файл: employee.dat

// database.cpp
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <fstream>
#include <sstream>
using namespace std; 

#include "ccc_empl.h"

const int NEWLINE_LENGTH = 2; /* или 1 за Unix */
const int RECORD_SIZE = 30 + 10 + NEWLINE_LENGTH;

double string_to_double(string s)
{ istringstream instr(s);
  double x;
  instr >> x;
  return x;
}

void raise_salary(Employee &e, double percent)
{ double new_salary = e.get_salary()*(1 + percent/100);
  e.set_salary(new_salary);
}

void read_employee(Employee &e, fstream &fs)
{ string line;
  getline(fs, line);
  if (fs.fail()) return;
  string name = line.substr(0, 30);
  double salary = string_to_double(line.substr(30, 10));
  e = Employee(name, salary);
}

void write_employee(Employee e, fstream &fs)
{ fs << e.get_name()
     << setw(10 + (30 - e.get_name().length()))
     << fixed << setprecision(2)
     << e.get_salary() << "\n";
}

int main()
{ cout << "Please enter the data file name: ";
  string filename;
  cin >> filename;
  fstream fs;
  fs.open(filename.c_str());
  fs.seekg(0, ios::end);
  int nrecord = fs.tellg()/RECORD_SIZE;

  cout << "Please enter the record to update: (0 - "
       << nrecord - 1 << ") ";
  int pos;
  cin >> pos;

  const double SALARY_CHANGE = 5.0;
  Employee e;
  fs.seekg(pos*RECORD_SIZE, ios::beg);
  read_employee(e, fs);
  raise_salary(e, SALARY_CHANGE);
  fs.seekp(pos*RECORD_SIZE, ios::beg);
  write_employee(e, fs);

  fs.close();
  return 0;
}
Файл data.txt преди изпълнение на програмата:

Harry Hacker                        500
Johny Johnson                       600
Tedy Tompson                        777
Please enter the data file name: data.txt
Please enter the record to update: (0 - 2) 1
Файл data.txt след изпълнение на програмата:
Harry Hacker                        500
Johny Johnson                    630.00
Tedy Tompson                        777