Programarea Calculatoarelor: Laborator 8

Funcţii de intrare/ieşire

Exerciţii pregătitoare

Tabloul trebuie declarat de minim 20 + 1 (liniuţa) + 20 + 1 (pentru \0) caractere. Cuvintele nu trebuie citite în tablouri separate, ci direct acolo unde trebuie plasate: după citirea primului cuvânt calculăm lungimea lui, şi plasăm o liniuţă la sfârşit. Apoi, citim al doilea cuvânt la adresa caracterului următor în tablou. Pentru a citi un cuvânt trebuie să dăm funcţiei scanf adresa la care se va citi cuvăntul. Nu trebuie ca această adresă să fie neapărat începutul unui tablou (parametrii în C se transmit prin valoare, deci o funcţie nu are cum "să-şi dea seama" că adresa e început de tablou sau nu), ci trebuie doar ca de la acea adresă începând să rămână suficient de mult loc pentru a citi cuvântul.

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void)
{
  char s[42];
  printf("Introduceti doua cuvinte de max. 20 caractere: ");
  if (scanf("%20s", s) == 1) {
    unsigned len = strlen(s);	// afla lungimea cuvantului citit
    s[len++] = '-';		// adauga liniuta, creste lungimea
    if (scanf("%20s", &s[len]) == 1)	// citeste unde trebuie, pune si \0
      printf("Cuvintele legate: %s\n", s);
    else printf("lipseste cuvantul 2\n");
  } else printf("nu s-au introdus cuvinte\n");
  return 0;
}

Exerciţiul 1b Citiţi o propoziţie (şir de caractere care se termină cu '.') de maxim 80 de caractere (inclusiv punctul) şi afişaţi în caz contrar un mesaj de eroare.

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void)
{
  char prop[81];
  int c, res;
  if ((res = scanf("%79[^.]", prop)) == EOF)
    printf("nu s-a introdus nimic!\n");
  else if ((c = getchar()) == EOF)
    printf("s-a ajuns fara . la sfarsitul intrarii\n");
  else if (c != '.') {
    printf("propozitie prea lunga, 80 de caractere fara punct!\n");
    ungetc(c, stdin);	// punem pe c inapoi in intrare
  } else if (res == 0)
    printf("punct fara nici un caracter inainte\n");
  else {
    unsigned len = strlen(prop);
    prop[len++] = '.';
    prop[len] = '\0';
  }
  return 0;
}

• EOF, dacă încercând citirea, se detectează de la început sfârşitul intrării
• 0, dacă nu se reuşeşte citirea cerută (în acest caz, nu apare nici un caracter diferit de punct, deci următorul caracter e punct)
• 1, dacă citirea are succes (se citeşte cel puţin un caracter

Exerciţiul 2 Recunoaşterea unor tipare dintr-un text

O adresă IP (folosită în reţele de calculatoare) e formată din 4 octeţi (numere între 0 şi 255), şi se reprezintă în text separând cele 4 numere prin câte un punct. Exemple: 127.0.0.1 , 255.255.255.255 , 193.226.12.13 . Scriem un program care identifică şi tipăreşte toate adresele IP dintr-un text citit până la sfârşitul intrării.

Există multe variante de a aborda recunoaşterea tiparului descris. Deşi ar părea simplu să citim cele 4 părţi direct ca numere, apare o problemă: citirea în format numeric (%d, %u, etc.) cu scanf permite spaţii albe iniţiale, iar tiparul descris nu permite spaţii între punct şi următorul număr. Soluţii posibile ar fi:

• citirea caracter cu caracter a unui număr, şi repetarea acestui pas de 4 ori, verificând apariţia unui punct între numere
• citirea unui cuvânt format din cifre şi puncte (de exemplu cu formatul %15[.0-9] in scanf (pot fi cel mult 4*3+3=15 caractere), iar apoi parcurgerea şirului citi pentru a-l împărţi. Abordarea e similară cu cea de la punctul precedent, dar parcurgerea şi verificarea se face pe un şir deja citit, şi nu prin citirea de caractere de la intrare

char part[4][4];  // 4 cuvinte cu loc pentru 3 cifre si '\0'
scanf("%3[0-9].%3[0-9].%3[0-9].%3[0-9]", part[0], part[1], part[2], part[3]);

int atoi(const char *s); // declarata in stdlib.h

// citeste o adresa IP in formatul numar.numar.numar.numar
// pune cele 4 numere pe cate un octet in tabloul b;
// returneaza 1 la succes si 0 la eroare
int get_ip_addr(unsigned char b[])
{
  char part[PARTS][4];	// tablou de 4 siruri de cate 4 caractere
  short s;		// numar intreg pe minim 2 octeti (suficient)

  scanf(" ");		// elimina spatiile initiale
  if (scanf("%3[0-9].%3[0-9].%3[0-9].%3[0-9]",
	    part[0], part[1], part[2], part[3]) != 4) return 0;
  for (int i = 0; i < PARTS; ++i)
    if ((s = atoi(part[i])) > 255) return 0;	//eroare, numar prea mare
    else b[i] = s;	// are loc pe un octet in tabloul b
  return 1;		// succes
}

unsigned char b[4];
int c;

if (get_ip_addr(b))
  printf("%u.%u.%u.%u\n", b[0], b[1], b[2], b[3]);
else 
  do c = getchar(); while (c != EOF && !isspace(c));

Nu este suficient să includem această codul de mai sus într-un ciclu, deoarece la citirea cu succes nu am verificat dacă adresa citită e separată la sfârşit prin spaţii de textul care urmează (altfel am accepta eronat 4.3.2.1111, fără ultima cifră, ca fiind adresă validă). Completăm deci secvenţa cu un test la revenirea cu succes din funcţie. Dacă urmează un spaţiu sau s-a ajuns la sfârşitul intrării, adresa e corectă, o tipărim şi trecem la următoarea iteraţie cu instrucţiunea continue. (Scriem ciclul cu condiţia de terminare sfârşitul intrării). Altfel, fie că funcţia a semnalat eroare, fie că adresa nu era separată la sfârşit, eliminăm restul caracterelor diferite de spaţii albe. (Aceasta s-ar putea face şi cu secvenţa scanf("%*[^\t\n\v\f\r ]"); care citeşte (şi ignoră, datorită modificatorului * din format) oricâte caractere diferite de cele 6 care sunt clasificate ca spaţii albe).

  do {
    if (get_ip_addr(b)) {	// adresa citita cu succes
      if (isspace(c = getchar()) || c == EOF) {	// si separata la sfarsit
	printf("%u.%u.%u.%u\n", b[0], b[1], b[2], b[3]);
	continue;		// treci la urmatoarea iteratie
      }
    }		// elimina tot ce nu sunt spatii
    do c = getchar(); while (c != EOF && !isspace(c));
  } while (c != EOF);

Exerciţiul 3 Prelucrarea unui tabel cu tipar dat

Dăm câteva exemple de citire şi prelucrare a unor tabele, structurate întăi după un tipar fix, simplu, şi apoi după un tipar variabil, mai complicat.

Considerăm întâi că la intrare se dă un tabel cu linii de forma

Nume nota1  nota2  nota3

Deoarece spaţiile albe sunt separaratori impliciţi pentru cuvinte şi numere, citirea e simplă:

  char nume[33];
  double note[3];
  scanf("%32s%lf%lf%lf", nume, &note[0], &note[1], &note[2]);

Tipărim numele aliniat la stânga într-un cămp de 32 de caractere, completat cu spaţii, şi folosim fanionul - pentru a-l alinia la stânga (implicit, alinierea e la dreapta şi spaţiile apar înainte)

  printf("%-32s", nume);

  for (int i = 0; i < 3; ++i)
    printf("%8.2f", note[i]);

  printf("%8.0f\n", suma / 3);

Cu acestea, programul primind intrarea

Ionascovici 7 8.5 9

Ionascovici                         7.00    8.50    9.00       8

  while (scanf("%32s%lf%lf%lf", nume, &note[0], &note[1], &note[2]) == 4) {
    // prelucreaza si tipareste
  }

int c; do c = getchar(); while (c != EOF && c != '\n');

Să presupunem acum că numerele au un separator explicit (de exemplu virgulă), o convenţie des folosită atunci când salvăm un tabel în formă de text. Pentru numere, folosim atunci formatul: %lf ,%lf ,%lf . În format, punem spaţiu înainte de virgulă, pentru a accepta eventualele spaţii albe înre număr şi virgula separator din text: 3 , 4, 5. Nu e necesar spaţiu în format după virgulă, deoarece formatele numerice acceptă oricum spaţii albe la început.

Dacă în tabel avem virgulă şi între nume şi primul număr, o primă soluţie ar fi formatul %32s ,%lf ,%lf ,%lf dar acesta ridică o problemă: dacă virgula urmează imediat după nume, fără spaţii, aceasta va fi citită ca parte din nume (specificatorul s acceptă orice caractere care nu sunt spaţii albe). Ca soluţie, putem înlocui %32s cu %32[^\t\n\v\f\r ,] care va citi şiruri formate din orice caractere în afară de spaţiu alb şi virgula. Ţinând cont şi de virgula care poate apare imediat după nume sau precedată de spaţii, obţinem formatul "%32[^\t\n\v\f\r ,] ,%lf ,%lf ,%lf" .

Considerăm acum cazul în care avem în tabelul citit atât nume cât şi prenume, cu un total de max. 48 caractere Putem folosi de două ori formatul s (cuvânt), dar această soluţie nu mai e valabilă dacă putem avea mai multe prenume. O soluţie e să acceptăm ca nume tot ce apare înainte de prima notă (sau înainte de virgulă, dacă aceasta e separator), presupunând că un nume valid nu conţine cifre. Folosim atunci pentru formatul numelui %48[^,0-9]. Această versiune (prin excluderea caracterelor invalide) e mai puţin restrictivă decât una care cere nume formate doar din litere: %48[A-Za-z] deoarece admite de exemplu şi caracterele naţionale cu diacritice, care nu se încadează în alfabetul de 26 de litere din tabela ASCII. Va trebui să eliminăm potenţialele spaţii albe de la sfârşit şi eventual să normalizăm numele citit, lăsând câte un singur spaţiu între componente.

Să presupunem acum că avem un număr variabil dar limitat de note separate prin spaţii pe fiecare rând (de exemplu maxim 8 discipline într-un semestru). Putem efectua citirea într-un ciclu, dar trebuie să detectăm sfârşitul de linie. Acesta trebuie testat după citirea fiecărui număr, deoarece citirea cu format numeric consumă spaţiile albe iniţiale (inclusiv \n) şi ar putea astfel să treacă la rândul următor. Rezolvăm problema cu următoarea secvenţă de cod:

      for (i = j = 0; i < NUM; ++i) {
	if (scanf("%lf%*[\t\v\f\r ]", &note[i]) != 1) break;
	++j; // numar citit corect
	suma += note[i];
	if ((c = getchar()) == '\n') break; // sfarsit de linie
	else ungetc(c, stdin);	// pune inapoi
      }

Putem continua tratând cazul când în locul unei note inexistente trecem linie. Nu putem testa acest caz după ce am încercat citirea unui număr (dacă rezultatul citirii nu e 1) deoarece citirea va consuma caracterul - ca semn minus. Trebuie deci să testăm acest caracter înainte de citirea numărului, şi să punem caracterul înapoi în intrare în caz contrar.

	if ((c = getchar()) == '-') {
	  note[i] = 0;
	  scanf("%*[\t\v\f\r ]");
	} else {
	  ungetc(c, stdin);
	  if (scanf("%lf%*[\t\v\f\r ]", &note[i]) != 1) break;
	}

Probleme propuse:
Extragerea unor porţiuni de text care corespund unor tipare. Exemple:

• adrese de e-mail (cuvânt urmat de @ urmat de mai multe cuvinte separate prin punct)
• URL-uri: http:// urmat de mai multe cuvinte separate prin punct; sau o formă prescurtată: www. urmat de mai multe cuvinte separate prin punct.
• date calendaristice, în forma zi.luna.an sau zi/luna/an sau zi-luna-an .

Verificarea unor texte structurate după anumite reguli:
a) Fişiere XML permit reprezentarea structurată a informaţiei, asociind elementelor de date câte o etichetă care apare în forma <nume> la început, şi în forma </nume> la sfârşitul valorii reprezentate, de exemplu <nota>9</nota> Entităţile de date pot conţine la rândul lor alte elemente, de exemplu:

<student>
  <prenume>Ion</prenume>
  <nume>Iovanescovici</nume>
  <nota>9</nota>
  <nota>8</nota>
  <nota>10</nota>
</student>

b) Fişiere LaTeX LaTeX e un limbaj pentru descrierea documentelor în vederea tipăririi. Printre multe facilităţi, el permite definirea de secţiuni care vor fi tipărite într-un anumit fel. Aceste secţiuni sunt delimitate prin comenzile \begin{nume} şi \end{nume}, care pot fi la rândul lor încuibate. De exemplu, fragmentul

\begin{center}
\begin{verbatim}
int main(void)
{ 
  return 0;
}
\end{verbatim}
Cel mai simplu program C
\end{center}

Ambele exemple de mai sus se pot rezolva:

• recursiv (mai simplu şi mai general), după următoarea structură a textului:
  secţiune ::= eticheta-inceput repetiţie de text şi secţiuni eticheta-sfarşit
• nerecursiv, ţinând minte un tablou (limitat!) de etichete deschise şi încă neînchise