2 ファイルとは何か

2.1 ファイル

実際のプログラムでは，大量のデータを扱うことが多い．大量のデータは，ハードディスクに保存したり，ハードディスクから読み込んだりする．なぜならば，処理の結果をディスプレイに打ち出しても，書き写すことは不可能であるからである．また，大量のデータをキーボードを使って入力することもできないからである．現代社会での大量の情報は全てハードディスクに保存されている! このようなことから，ハードディスクを使ったデータ処理の方法を理解しないと，実用的なプログラムは書けない．このハードディスクとのデータの受渡しをファイル処理²と言う．

ハードディスクに保存しているデータの集まりの単位のことをファイル³と言う．これは0と1のビットの集まりで，かなり複雑なことをしてハードディスクに書き込まれている．OS--linuxや Windows--がきちんと管理しているので，プログラマーは簡単に使えるようになっている．

ファイルは，図1にしめすような巻物と思ってほしい．この巻物は便利で，消去することができ，幅や長さはプログラマーが自由に変えることができる．ここでは，この巻物にC言語の命令を使って，読んだり/書いたりする方法を学習する．

**図 1:** ファイルのイメージ．ファイルは巻物に似ている．巻物の本文はシェークスピアの「ハムレット」より．
$\includegraphics[keepaspectratio, scale=0.9]{figure/file_image.eps}$

2.2 ファイル処理の体験

2.2.1 ファイル出力

ごちゃごちゃと説明するよりも，実際にファイル処理のプログラムを示した方がわかりやすいだろう．いままで，ディスプレイに出力していた"Hello World !!"をファイルに書き出す(リスト1)．ディスプレイに表示するprintf()という関数の代わりに，fprintf()関数を使うのである．この関数により，ファイルに文字を書き出すことができる．ただし，この間数を使うために，前後に少し，おまけ(4,6,10行目)がつく．

   1 #include <stdio.h>
   2 
   3 int main(void){
   4   FILE *hoge;
   5 
   6   hoge=fopen("hello.txt","w");
   7 
   8   fprintf(hoge,"Hello World !!\n");
   9 
  10   fclose(hoge);
  11 
  12   return 0;
  13 }

$\fbox{実行結果}$

リスト1を実行すると，hello.txtというファイルができあがる．そのファイルの中には，以下のような文字が書かれている．

Hello World !!

このプログラムの各行の内容は，次の通りである．文法の詳細については，後で説明する．ここでは，fprintf()でファイルに文字を書くことができることを理解せねばならない．

4行目 FILE *hoge;

ファイルを識別するためのデータを入れる変数を準備する．
6行目 hoge=fopen("hello.txt","w");

hello.txtというファイルを書き込み(write)モードで開いている．そして，ファイルの情報-- 正確には情報が書かれたアドレス--をポインターhoge に代入する．
8行目 fprintf(hoge,"Hello World !!\n");

ファイルにHello World !!と書く．書き込むべきファイルをhogeで示している．
10行目 fclose(hoge);

使い終わったファイルを閉じる．

2.2.2 ファイル入力

ファイルに文字を書く方法は分かった．次に，ファイルから文字を読み込んでみよう．先ほど作成したファイル(hello.txt)の内容を読み，それを画面に出力する．リスト 2が，ファイルを読み込んで表示するプログラムである．

   1 #include <stdio.h>
   2 
   3 int main(void){
   4   FILE *fuga;
   5   char a[32], b[32], c[32];
   6 
   7   fuga = fopen("hello.txt", "r");
   8 
   9   fscanf(fuga, "%s%s%s", a, b, c);
  10 
  11   fclose(fuga);
  12 
  13   printf("%s %s %s\n", a, b, c);
  14 
  15   return 0;
  16 }

$\fbox{実行結果}$

このプログラムを実行すると，hello.txtというファイルから文字を読み込み，ディスプレイに，以下のように表示される．

Hello World !!

このプログラムの各行の内容は，次の通りである．ここでの文法の詳細についても後で説明する．ただ，fscanf()でファイルから文字を読み取ることができる--ことのみ理解しておけばよい．

4行目 FILE *fuga;

先ほど同様，ファイルを識別するためのデータを入れる変数である．
7行目 fuga = fopen("hello.txt", "r");

hello.txtというファイルを読み込み(read)モード開いている．戻り値であるファイルの情報は，ポインターhogeに代入している．
9行目 fscanf(fuga, "%s%s%s", a, b, c);

ファイルからデータ--文字列--を読み込んでいる．空白は文字列の区切りを表すので，文字列を入れる3つの配列を用意している．配列aに"Hello"，配列 bに"World"，配列cに"!!"が格納される．
11行目 fclose(fuga);

使い終わったファイルを閉じている．

ホームページ: Yamamoto's laboratory
著者: 山本昌志

Yamamoto Masashi
平成19年4月30日