Arquivos

Vocabulário

English	Português
file/faɪl/	arquivo
text file/tekst faɪl/	arquivo de texto
secondary storage/ˈsekəndəri ˈstɔːrɪdʒ/	armazenamento secundário
persistence/pəˈsɪstəns/	persistência
end of file/end ɒv faɪl/	fim de arquivo
separator/ˈsepəreɪtə/	separador
sequential/siːˈkwenʃl/	sequencial

O jogo que se lembrava

Até 1987, desligar um console apagava tudo. Cada sessão começava na primeira tela; um jogo longo era uma tarde longa ou nada.
The Legend of Zelda veio com uma pequena bateria dentro do cartucho que mantinha alguns bytes vivos. Pela primeira vez um jogo caseiro podia salvar e retomar onde você parou.
Cada pontuação máxima, cada documento, cada configuração que você já guardou existe pela mesma razão: RAM esquece quando a energia vai, e um arquivo 文件 não.
Esta lição é por que arquivos existem e como pseudocódigo lê e escreve um arquivo de texto, linha por linha.

Por que arquivos

Variáveis vivem na RAM e desaparecem quando o programa acaba. Um arquivo em armazenamento secundário 辅助存储器 mantém dados entre execuções de programas: persistência 持久性.
Arquivos permitem que a saída de um programa seja a entrada de outro, para que os dados possam ser compartilhados.
Um arquivo pode conter mais do que cabe na memória, e um programa pode reiniciar a partir de um estado salvo.

As variáveis na RAM desaparecem quando o programa termina; um arquivo no disco persiste entre as execuções

A variável foi embora no fim da execução; o arquivo ainda está lá amanhã

Prática

Por que um programa escreve dados em um arquivo em vez de mantê-los em uma variável?

variáveis em RAM são perdidas quando o programa termina; um arquivo persiste
arquivos são sempre mais rápidos que RAM
variáveis não podem segurar números
arquivos não usam armazenamento

Arquivos de texto e os três modos

Um arquivo de texto 文本文件 armazena dados como linhas de caracteres, que um programa lê e escreve uma linha de cada vez, do início. Essa sequência de linhas é o que permite que um loop processe o conteúdo.
OPENFILE … FOR READ lê da primeira linha. FOR WRITE cria um novo arquivo, ou sobrescreve um existente. FOR APPEND adiciona novas linhas no fim, mantendo o que há.
Abra antes de usar, feche depois. Um arquivo tem apenas um modo por vez.

Prática

Correlacione cada modo de abertura de arquivo com o que ele faz.

ler os dados existentes (sem alterações)

substituir — começar do zero (conteúdo existente perdido)

adicionar ao final, mantendo o conteúdo existente

FOR READ
FOR WRITE
FOR APPEND

Prática

Para adicionar linhas ao final de um arquivo existente sem perder seu conteúdo, abra-o FOR ____.

Lendo cada linha

OPENFILE "data.txt" FOR READ
WHILE NOT EOF("data.txt") DO
    READFILE "data.txt", LineString
    OUTPUT LineString
ENDWHILE
CLOSEFILE "data.txt"

EOF testa o fim de arquivo 文件结束. Teste antes de cada leitura; ler além do final é um erro.
CLOSEFILE importa: dados em buffer podem ser perdidos e outros programas bloqueados ao deixar um arquivo aberto.

Explorar

Gerenciamento de arquivo: abrir → usar → fechar

Passe pelo ciclo de vida que todo arquivo segue. As duas partes fáceis de esquecer são testar EOF ao ler em um laço e sempre fechar no final.

Prática

O que EOF testa?

se o fim do arquivo foi atingido
se o arquivo está criptografado
o tamanho do arquivo em bytes
se o arquivo está aberto

Prática

Por que você deve sempre fechar um arquivo após usá-lo?

caso contrário, writes bufferadas podem ser perdidas e o arquivo pode permanecer bloqueado
para excluir o arquivo
para criptografar o arquivo
nunca é necessário

Escrevendo linhas

OPENFILE "log.txt" FOR WRITE
FOR i ← 1 TO 100
    WRITEFILE "log.txt", "Event " & NUM_TO_STR(i)
NEXT i
CLOSEFILE "log.txt"

WRITE inicia o arquivo vazio. Para adicionar a um registro que deve manter seu histórico, abra-o FOR APPEND em vez disso.
Um arquivo de texto contém strings: um número é convertido com NUM_TO_STR na saída.

Exemplo resolvido: as últimas três linhas de um arquivo

Example

Escreva um procedimento LastLines(FileName) que exiba as últimas três linhas de um arquivo de texto, na ordem.

PROCEDURE LastLines(BYVAL FileName : STRING)
    DECLARE LineX, LineY, LineZ : STRING
    LineX ← ""
    LineY ← ""
    LineZ ← ""
    OPENFILE FileName FOR READ
    WHILE NOT EOF(FileName) DO
        LineX ← LineY
        LineY ← LineZ
        READFILE FileName, LineZ
    ENDWHILE
    CLOSEFILE FileName
    OUTPUT LineX
    OUTPUT LineY
    OUTPUT LineZ
ENDPROCEDURE

Cada nova linha empurra as anteriores, então em EOF as três variáveis contêm as últimas três linhas; um arquivo mais curto exibe strings vazias. Para as cinco primeiras linhas, conte as leituras e pare em cinco ou em EOF, o que ocorrer primeiro. Um arquivo vazio torna EOF verdadeiro imediatamente após abrir.

Prática

Coloque as etapas do procedimento LastLines em ordem.

defina as três variáveis de linha como strings vazias
abra o arquivo FOR READ
enquanto não EOF: mova X ← Y, Y ← Z, depois leia a próxima linha em Z
file o arquivo
exiba X, Y e Z

Campos em uma linha

Um registro é escrito como uma linha, seus campos unidos por um caractere separador 分隔符, e cada número ou Boolean convertido com NUM_TO_STR (e lido novamente com STR_TO_NUM, ou comparando com "TRUE").
Escolha um separador que possa nunca aparecer nos dados: uma vírgula ou | para nomes e números; nunca um espaço quando um nome pode conter um.
Ler novamente: leia a linha, divida-a no separador, converta cada campo para seu tipo, armazene-o no registro.

Uma linha de um arquivo de texto é um registro: campos unidos por um separador, convertidos para seus tipos ao serem lidos de volta

Junte com um separador para escrever; divida e converta para ler

Prática

Uma linha armazena o nome completo e a pontuação de um jogador. Qual separador é a escolha mais segura?

uma vírgula, que nunca aparece em um nome ou número
um espaço, porque nomes são fáceis de ler
um dígito como 0
uma letra como X

Prática

Um INTEGER pode ser escrito diretamente em um arquivo de texto, sem convertê-lo para string primeiro.

Exemplo resolvido: salvar um registro, carregá-lo de volta

Example

Um registro Player tem campos Name : STRING e Score : INTEGER. Escreva pseudocódigo para anexá-lo a scores.txt como uma linha, e para ler uma linha de volta para o registro.

OPENFILE "scores.txt" FOR APPEND
WRITEFILE "scores.txt", Player.Name & "," & NUM_TO_STR(Player.Score)
CLOSEFILE "scores.txt"

OPENFILE "scores.txt" FOR READ
READFILE "scores.txt", Line
Pos ← POSITION(Line, ",")
Player.Name ← LEFT(Line, Pos - 1)
Player.Score ← STR_TO_NUM(MID(Line, Pos + 1, LENGTH(Line) - Pos))
CLOSEFILE "scores.txt"

As notas: o modo correto, a conversão do número em ambas as direções, um separador que não pode ocorrer em um nome, e ambos os arquivos fechados.

Prática

Para armazenar um registro como uma linha de um arquivo de texto, um programa deve: selecione todos que se aplicam.

converter cada campo numérico com NUM_TO_STR
juntar os campos com um separador
escrever a string junta com WRITEFILE e file o arquivo
armazenar o layout binário de memória do registro

Acesso serial e direto

Um arquivo de texto é serial 顺序 (sequencial): ele é lido na ordem do início, então encontrar uma linha significa ler todas as linhas anteriores.
O acesso direto (aleatório) salta diretamente para um registro em uma posição calculada sem ler os outros; precisa de registros de comprimento fixo, que arquivos de texto não têm.
Para o currículo, o loop de arquivo de texto acima é o modelo: abra, teste EOF, leia, feche.

Prática

Acesso direto (aleatório) permite que um programa pule diretamente para um registro sem ler os outros primeiro.

Marcas que escapam

Watch out

Ler além do final. Teste EOF antes de cada READFILE.
Abrir FOR WRITE quando o arquivo deve manter seu conteúdo. Isso é APPEND.
Escrever um número sem NUM_TO_STR, ou lê-lo de volta sem STR_TO_NUM. Um arquivo de texto contém strings.
Esquecer CLOSEFILE, ou usar um arquivo antes de OPENFILE. Ambos perdem a nota pelo manuseio de arquivos.

Entendeu?

Key idea

arquivos dão persistência: dados sobrevivem ao fim do programa, podem ser compartilhados e podem exceder a memória
OPENFILE … FOR READ | WRITE | APPEND → READFILE / WRITEFILE → CLOSEFILE; WRITE sobrescreve, APPEND adiciona no final
teste EOF antes de cada leitura; converta números com NUM_TO_STR para fora e STR_TO_NUM de volta
um registro = uma linha, campos unidos por um separador que nunca aparece nos dados