19 октября 2021

Самостоятельная работа на тему “Позиционные системы счисления”. Результаты

Измерение времени

При написании программ бывает полезно измерять время работы отдельных частей кода. Инструменты для измерения есть в стандартной библиотеке time.h:

#include <time.h>

clock_t start = clock();
// Do something
clock_t end = clock();
float seconds = (float)(end - start) / CLOCKS_PER_SEC;

Псевдослучайные числа

Функция rand из стандартной библиотеки stdlib.h позволяет генерировать псевдостучайные целые числа от 0 до RAND_MAX. Функция srand позволяет выбрать последовательность псевдостучайных чисел. Для данного агрумента srand функция rand будет выдавать одну и ту же последовательность:

#include <stdlib.h>

srand(10);
int r = rand();

Упражение 3. Заполните массив из 100000 значений случайными числами и измерьте время сортировки этого массива с помощью алгоритма сортировки вставками.

Работа с файлами

Чтение данных из файла

Функция fopen из библиотеки stdio.h позволяет открыть файл. Пусть у нас есть файл data.txt следующего содержания:

6
5
8
5
3
1
4

Прочитаем первое число из этого файла:

FILE* fptr = fopen("data.txt", "r");
if (fptr == NULL) {
    puts("Can't open file");
    return 1;
}

int n;
fscanf(fptr, "%d", &n);
printf("%d\n", n);

Первый аргумент функции fopen - путь до файла, второй аргумент может принимать значения:

• "r" - открытие файла для чтения
• "w" - открытие файла для записи (если файл существует, он будет переписан)
• "a" - открытие файла для записи в конец существующего файла (append)

Если добавить символ b, то работа с файлом будет происходить в бинарном (а не в текстовом) режиме (например, "rb" означает чтение бинарных данных).

Функция fopen возвращает указатель на структуру FILE. Эта структура содержит всю необходимую информацию для дальнейшей работы с файлом. Если файл не удалось открыть, то fopen возвращает NULL. Всегда проверяйте открылся успешно ли открылся файл.

Функция fscanf является аналогом функции scanf для работы с файлами. Единственное отличие состоит в том, что первым аргументом необходимо передать указатель FILE*.

Другие функции для чтения символов из файла:

• fgetc читает один символ:

  FILE* fptr = fopen("data.txt", "r");
  char ch = fgetc(fptr);
  

  fgetc возвращает константу EOF в случае, если достигнут конец файла.

• getline читает файл до символа переноса строки, до конца файла или до достижения ограничения по размеру (задается вторым аргументом):

  FILE* fptr = fopen("data.txt", "r");
  char s[100];
  getline(s, 100, fptr);
  

После завершения работы с файлом, его необходимо закрыть. Для этого необходимо вызвать функцию fclose.

Функция feof позволяет узнать достигнут ли конец файла. Используя эту функцию, прочитаем файл data.txt полностью. Вот полный код программы:

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE* fptr = fopen("data.txt", "r");
    if (fptr == NULL) {
        puts("Can't open file");
        return 1;
    }

    int n;
    while (!feof(fptr)) {
        fscanf(fptr, "%d", &n);
        printf("%d ", n);
    }
    putchar('\n');
    fclose(fptr);

    return 0;
}

В результате выполнения программы получим:

6 5 8 5 3 1 4 4 

Запись данных в файл

Для записи данных в файл существуют функции, аналогичные функциям вывода в стандарный поток:

• fprintf отличается от printf тем, что первым аргументом принимает указатель FILE*.
• fputc записывает символ в файл.

Сгенерируем последовательность случайных чисел от 0 до 1 и запишем их в файл:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    FILE* fptr = fopen("random.txt", "w");
    if (fptr == NULL) {
        puts("Can't create file\n");
        return 1;
    }

    for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
        double x = (double)rand() / RAND_MAX;
        fprintf(fptr, "%.3lf\n", x);
    }

    fclose(fptr);

    return 0;
}