Dateiverarbeitung (1)

Transkript

1 Dateiverarbeitung (1) Anwendungsprogramm Anwendung liest, verarbeitet und speichert Daten Bibliotheken und Funktionen der Ausführungsplattform Betriebssystem Dateisystem Platten-Controller Pufferung, Zusatzfunktionen wie z.b. Dialoge zum Auswählen einer Datei Betriebssystem stellt einheitliche Schnittstelle zu Dateisystemen bereit Dateisystem realisiert lineare Blockadressierung, Verzeichnisse, Zugriffsrechte u. mehr Daten werden durch Dateisystem auf ein block-orientiertes Gerät abgebildet Gerätetreiber und Plattencontroller sprechen Platten und dort jeweils Blöcke (Zylinder, Sektor, Kopf) an. Peter Sobe 57

2 Dateiverarbeitung (2) Eine Datei ist ein benannter Bereich (mit Dateinamen und Zusatzinformationen) in den Daten geschrieben werden können. Daten werden innerhalb einer Datei auf nummerierten Blockadressen abgelegt, beim aufeinanderfolgenden Schreiben wird die Blockadresse automatisch erhöht (Datei-Zeiger) Daten können innerhalb einer Datei adressiert werden (Setzen des Dateizeigers) Daten können nacheinander aus einer Datei gelesen werden, Adresse wird automatisch erhöht. Eine Datei kann vergrößert werden, wenn zusätzliche Daten geschrieben werden. Dateiinhalte können überschrieben werden. Eine Datei kann verkleinert werden. Vor dem Schreiben und Lesen muss eine Datei geöffnet werden. Sind alle Dateioperationen abgeschlossen, wird die Datei geschlossen Peter Sobe 58

3 Dateiverarbeitung (3) Vor den Zugriff muss eine Datei geöffnet werden. Es können mehrere Dateien gleichzeitig geöffnet sein. Öffnen einer Datei (Open): FileOpen(1, meinedaten.txt, OpenMode.Input ) Nach Open kann auf eine Datei über die angebene Nummer (hier 1) zugegriffen werden. Allgemeine Form FileOpen(filenr As Integer, filename As String, Mode As Microsoft.VisualBasic.OpenMode) Schliessen der Datei (Close) FileClose(1) Allgemeine Form: FileClose(filenr As Integer) Peter Sobe 59

4 Dateiverarbeitung (4) Zugriffsfunktionen für Textdateien Input-Funktionen: ziel = LineInput ( filenr) Liest eine Zeile aus der mit filenr angegebenen Datei bis zum nächst folgenden Zeilenumbruch. Die gelesenen Zeichen werden der angegebenen Variablen zugewiesen (Variable muss von Typ Variant oder String sein). Allgemeine Form: LineInput(filenr As Integer) As String zeile = InputString(filenr, 20) Liest eine festgelegte Anzahl Zeichen aus der Datei (hier 20) Allgemeine Form: InputString(filenr As Integer, count As Integer) As String Peter Sobe 60

5 Dateiverarbeitung (5) Mittels EOF(filenr) wird getestet, ob das Dateiende schon erreicht ist. Allgemeine Form: EOF(filenr As Integer) As Boolean Schreiben in eine geöffnete Textdatei mittels PrintLine Dim textzeile As String = Der grüne Frosch springt vom Blatt. PrintLine(13, textzeile) Allgemeine Form: PrintLine(filenr As Integer, ParamArray Output() As Object) Peter Sobe 61

6 Dateiverarbeitung (6) Beispiel: Dim zeile As String FileOpen(12, eingabe.txt,openmode.input) FileOpen(13, ausgabe.txt,openmode.output) While (Not EOF(12)) zeile=lineinput(12) PrintLine(13,zeile) End While FileClose(12) FileClose(13) Peter Sobe 62

7 Dateiverarbeitung (7) Das Unterprogramm Print erlaubt eine formatierte Ausgabe mehrerer Werte in eine Datei. Beispiel: Schreiben einer Textdatei in Visual Studio 2010: FileOpen(1, "C:\TEMP\vbadatei.txt", OpenMode.Output) Print(1, "Peter Sobe", 99, vbcrlf) Print(1, "Max Meier", 103) FileClose(1) Allgemeine Form: Print(filenr As Integer, ParamArray Output() As Object) Peter Sobe 63

8 Dateiverarbeitung (8) Binärer Zugriff: Daten werden in ihrem internen Darstellungsformat in Datei geschrieben, bzw. aus ihnen gelesen. Wie üblich werden Dateien vor allen Zugriffen mit Open geöffnet und am Schluss mit Close geschlossen. FileOpen(3, "C:\TEMP\bindatei.bin", OpenMode.Binary, OpenMode.Output) Operationen: FileGet(filenr, variable, [Recordnr oder Bytepostion]) Lesen von einer Datei auf eine Variable. As Variable können alle Typen, außer Objekte und Felder angegeben werden. Wird Recordnr, Byteposition nicht angegeben, wird vom aktuellen Dateizeiger beginnend gelesen FilePut(filenr, variable, [Recordnr oder Bytepostion]) Schreiben auf Datei. Parameter wie Get. Peter Sobe 64

9 Dateiverarbeitung (9) Operationen für binären Zugriff (Fortsetzung): curr_pos = Loc ( filenr) Loc() gibt die aktuelle Position des Dateizeigers zurück. An dieser Postion startet die nächste Zugriffsoperation. Seek (filenr) gibt ebenfalls die aktuelle Position des Dateizeigers zurück. curr_pos = Seek ( filenr) Setzen des Dateizeigers, wenn Byteposition als zweiter Parameter angegeben wird. Zum Beispiel: Seek ( filenr, curr_pos+42) Peter Sobe 65

10 Dateiverarbeitung (10) Durch Importieren des System.IO Namensraum, können vorab bereitgestellte Klassen zum Umgang mit Dateien benutzt werden. Imports System.IO Beispiel: Dim binreader As New BinaryReader( _ File.Open(fileName, FileMode.Open)) binreader.basestream.seek(0, SeekOrigin.Begin) MeasuredValue = binreader.readsingle() Position = binreader.readstring() TimeValue = binreader.readint32() Peter Sobe 66

11 Klassen und Objekte (1) Begriffe Objekt Objekte definieren sich über Eigenschaften und auf sie anwendbare Methoden. Für grafische Elemente einer Anwendung, stehen Objekte bereit. Das ermöglicht z.b. das Auslesen von Werten aus Eingabefeldern: Dim Value As Integer Value = Val(TextBox1.Text) Eigenschaften definieren Zustände eines Objekts. Eigenschaften können gelesen oder gesetzt werden. Alle Eigenschaften zusammen ergeben den Zustand des Objekts. Methoden Unterprogramme, die an einen Objekt-Typ gebunden sind und den Objektzustand ändern können Peter Sobe 67

12 Sicht auf ein Objekt: Klassen und Objekte (2) Verhalten (über Methoden) Zustand (Werte aller objekt-lokalen Variablen) Klasse: Softwarekonstruktion, die ein Objekt mit seinen Methoden und Variablen definiert. Wird oft auch als Objekttyp bezeichnet. Vergleichbar mit Struktur-Typ und daraus deklarierten Variablen Man erhält ein Objekt, indem man eine Klasse instanziiert, d.h. eine Instanz einer Klasse bildet Peter Sobe 68

13 Klassen und Objekte (3) Zugriff auf Eigenschaften und Methoden: Name des Objekts, gefolgt von einem Punkt (.) und danach der Name der Eigenschaft oder der Methode Beispiele (aus Forms-Projekten): t1 = TagBox1.Text DifferenzBox.Text = diff Me.Close() REM das ist ein Methodenaufruf des Objekts Me Me verweist immer auf das Formular, dessen Programmcode gerade ausgeführt wird. Peter Sobe 69

14 Ziele der Objektorientierung (1) Es sollen kurz die Hauptziele angegeben werden, die objektorientierte Sprachen charakterisieren: Datenabstraktion: Definition und Verwendung anwendungsbezogener Datentypen und der auf ihnen möglichen Operationen (Methoden und Operatoren). Datenkapselung: Vereinbarung von Daten und zugeordneten Prozeduren (Methoden), die diese Daten verwalten, in einer Programmeinheit. Zugriffe auf Daten und die Benutzung der Methoden können über Zugriffsspezifizierer einschränkt werden. Oft sind die Datenelemente eines Objektes vollständig gekapselt (private) und für den Nutzer nicht einsehbar. Nur über die öffentlichen Methoden (public) kann der Nutzer das Objekt manipulieren. R. Grossmann / P. Sobe 70

15 Ziele der Objektorientierung (2) Trennung von Implementierung und Schnittstelle: Durch die Datenkapselung wird es möglich, dass der Programmierer Freiheiten bei der internen Realsisierung der Klassen hat. Er ist nur an die Schnittstelle und die äußere Wirkung der Methoden gebunden. Der Nutzer der Klasse benötigt in seinem Programm ausschließlich die Schnittstelle, die durch die Methoden bestimmt wird. Damit ist ein Anwendungsprogramm vollkommen unabhängig von konkreten internen Realisierungen der Klassen. R. Grossmann / P. Sobe 71

16 Ziele der Objektorientierung (3) Spezialisierung und Generalisierung (Vererbung): Durch das Prinzip der Spezialisierung wird es möglich, aus einer Basisklasse eine weitere Klassen abzuleiten, die viele Gemeinsamkeiten mit ersterer haben und nur in einigen Details abweichen. Eine abgeleitete Klasse erbt die Datenstruktur und vererbbare Elementfunktionen von der Basisklasse. Es müssen folglich nur die Abweichungen (Spezialisierung) neu programmiert werden. Das vermindert den Kodierungsaufwand, eliminiert mehrfachen ähnlichen Code und senkt die mögliche Fehlerquote. Polymorphismus: In Klassenhierarchien mit Vererbung kann dieselbe Methode für Objekte unterschiedlicher Typen unterschiedliche Aktionen auslösen. R. Grossmann / P. Sobe 72

17 Benutzerdefinierte Objekte (1) Benutzerdefinierte Objekte definieren: Public Class Fahrzeug Dim v, vmax, leermasse, nutzmasse As Integer Dim Bezeichnung As String Sub New (ByVal bez as String, ByVal vm as Integer, ByVal lm As Integer) Bezeichnung = bez vmax=vm leermasse = lm End Sub Function ausgabe() As String ausgabe = Bezeichnung + mit Geschwindigkeit: " + Format(v) End Function Beispiel angelehnt an: Peter Sobe 73

18 Benutzerdefinierte Objekte (2) Benutzerdefinierte Objekte definieren (Fortsetzung): Sub beschleunigen(byval wert As Integer) v= v + wert if v>xmax Then v=vmax End Sub Sub bremsen(byval wert As Integer) v = v - wert if v<0 Then v=0 End Sub End Class Beispiel angelehnt an: Peter Sobe 74

19 Benutzerdefinierte Objekte (3) Benutzerdefinierte Objekte instanziieren: Dim stadtrad,rennrad As fahrzeug stadtrad = New fahrzeug( Stadtrad, 30, 15) REM hier mal ein träges Fahrrad, mit vmax=30 Km/h und 15 Kg rennrad = new fahrzeug( Wettkampfrad, 55, 8) REM ein leichteres und schnelleres Rad Dim kleinwagen As New fahrzeug( Fiat Topolino,80, 650) REM Deklaration und Instanziierung in einem Schritt Peter Sobe 75

20 Benutzerdefinierte Objekte (4) Benutzerdefinierte Objekte benutzen: stadtrad.beschleunigen(10) rennrad.beschleunigen(25) stadtrad.bremsen(10) kleinwagen.beschleunigen(50) rennrad.beschleunigen(20) kleinwagen.bremsen(25) Am Ende sind Objekte freizugeben stadtrad = Nothing rennrad = Nothing Peter Sobe 76

21 Dateizugriff in Visual Basic 2010 Klasse StreamReader mit Methode ReadLine Imports System.IO Dim fs As FileStream Dim sr As StreamReader Dim dateiname As String = meinedatei.txt" Dim zeile As String If Not File.Exists(dateiname) Then MessageBox("Dateiexistiert nicht") Else fs = New FileStream(dateiname, FileMode.Open) sr = New StreamReader(fs) Do Until sr.peek() = 1 zeile = sr.readline() Textstring &= zeile & vbcrlf Loop sr.close() Peter Sobe 77

22 Dateizugriff in Visual Basic 2010 Klasse StreamReader mit Methode WriteLine Imports System.IO Dim fs As FileStream Dim sw As StreamWriter Dim dateiname As String = "C:\Tmp\aus.txt" Try fs = New FileStream( dateiname, FileMode.Create) sw = New StreamWriter(fs) sw.writeline(eingabetext) vorausgesetzt EingabeText wurde vorab vom Programm mit Inhalt versehen sw.close() Catch ex As Exception MessageBox(ex.Message) End Try Beispiele angelehnt an: Einstieg in Visual Basic 2010 von Thomas Theis, Galileo Computing Peter Sobe 78

23 Interoperabilität mit Office-Anwendungen (1) Durch.NET Programme (z.b. Visual Basic) können Microsoft-Office- Anwendungen automatisiert werden. Diese Technik basiert auf den s.g. Interop-Assemblys das sind Sammlungen von Funktionen und Objekten, die gemeinsam durch verschiedene auf der.net Plattform ausgeführten Anwendungen benutzt werden können. Installierte Assemblys sind gelistet unter C:\Windows\assembly Peter Sobe 79

24 Interoperabilität mit Office-Anwendungen (2) Assemblys, verwaltet von der CLR Assembly Manifest Modul Metadaten Code Intermediate Language Typ (Klasse, Struktur) Eigenschaften Methoden Felder Peter Sobe 80

25 Interoperabilität mit Office-Anwendungen (3) Ein Beispiel für MS-Excel Automatisierung findet man unter In Visual Studio unter Projekt: Verweis hinzufügen.net Plattform auswählen Assembly Microsoft.Office.Interop.Excel auswählen Peter Sobe 81

26 Interoperabilität mit Office-Anwendungen (4) Imports Microsoft.Office.Interop Dim oxl As Excel.Application Dim owb As Excel.Workbook Dim osheet As Excel.Worksheet oxl = CreateObject("Excel.Application") owb = oxl.workbooks.add osheet = owb.activesheet osheet.cells(1, 1).Value = "Artikel" osheet.cells(1, 2).Value = "Menge" osheet.cells(1, 3).Value = "Gewicht" osheet.cells(1, 4).Value = "Preis Nach Art dieses Beispiels können z.b. Berechnungsdaten als Tabelle ausgegeben werden und danach Diagramme erstellt werden. Peter Sobe 82

27 Interoperabilität mit Office-Anwendungen (5) Imports Microsoft.Office.Interop Dim oxl As Excel.Application Dim owb As Excel.Workbook Dim osheet As Excel.Worksheet Dim orng As Excel.Range Dim eingabe As String MsgBox("Geben Sie jetzt in F2 etwas ein!") eingabe = osheet.range("f2").value Display.Text = eingabe Peter Sobe 83

28 Interoperabilität mit Office-Anwendungen (6) Bei den bisherigen Beispielen wurde eine neue Excel-Tabelle erzeugt. Der Nutzer kann diese unter einem neuen Dateinamen speichern. Auch das Öffnen bereits existierender Dokumente ist möglich: Const NVAL As Integer = 20 Dim eingabe(nval) As Single Dim oxl As Excel.Application Dim owb As Excel.Workbook Dim osheet As Excel.Worksheet oxl = CreateObject("Excel.Application") owb = oxl.workbooks.open( C:\usr\tabellen\experimente.xls ) osheet = owb.activesheet REM Einlesen der Spalte (B1:B20) FOR i=1 TO NVAL eingabe(i) = osheet.range( B"+Format(i)).Value NEXT i Peter Sobe 84

29 ADO.NET (1) Active Server Pages Application A Application B Build-In- Objects Script-engine ADO ActiveX Data Objects, u.a. ADODB Objekt für Datenbanken Component A ADO Component B übernommen von Prof.Dr.Grossmann 85 DB DB

30 ADO.NET (2) ADO bietet ein zentrales unabhängiges Datenbankobjekt dataset Mögliche (parallele) Nutzung relationaler Datenbanken (Tabellen-orientiert) und hierarchischer Datenbanken (XML) Trennung des Datenbankzugriffs und der Weiterverarbeitung der Daten XML als Datenaustauschformat zwischen Anwendung und Datenbank Mehr dazu im Abschnitt 4 Peter Sobe 86

31 VBA-Skript (1) Visual Basic ist als Skriptsprache in einige Office-Programme eingebaut, so z.b. in Excel. Skripte laufen innerhalb der Excel-Anwendung und dabei greifen auf Daten des Excel Dokuments zu. Die Sprache Visual Basic wird dabei mit gleicher Syntax verwendet. Aber die von der.net Plattform bereitgestellten Funktionen und Objektmethoden können nicht benutzt werden. Zum Beispiel Excel und die Datenbank Access besitzen eine eigene eingebaute Entwicklungsumgebung für VBA (zum Start Alt+F11) Peter Sobe 87

32 VBA-Skript (2) InputBox und MsgBox können benutzt werden Beispiel Peter Sobe 88

33 VBA-Skript (3) Zugriff auf Dokumentdaten aus VBA-Skripten am Beispiel von Excel Sichtbare Objekte: Application Workbook Worksheet Arbeitsmappe Tabellenblatt Range Ausgewählte Felder Peter Sobe 89

34 VBA-Skript (4) Programmierung wie in Visual Basic.NET. Ein Verbinden mit der Excel-Anwendung kann in der Skript-Umgebung aber weggelassen werden. Zugriff auf Dokumentdaten aus VBA-Skripten am Beispiel von Excel per Range: Range übernimmt einen Z= ActiveSheet.Range( M22 ).Value String zur Identifikation der Zelle oder des Bereichs. Z = ActiveSheet.Range( N32 ).Value = Z Spalte (A, B, C, ) dann Zeile (1,2,3,.. Alternative Technik zum Auslesen und Setzen von Zellen gegenüber Range: Cells ActiveCell muss vorher gesetzt werden Peter Sobe 90

35 VBA-Skript (5) Cells: Z= ActiveSheet.Cells(13,22).Value REM Angabe der Feldposition mit Zeilen- und Spaltenindex ActiveCell: Wenn vorab eine Zelle mit Activate ausgewählt wurde, kann der Bezug auf ActiveCell erfolgen Range( F8").Activate ActiveCell.Value = 37 Eine gute Übersicht zu VBA Skriptprogrammierung findet man z.b. unter ftp://ftp.fernuni-hagen.de/pub/pdf/urz-broschueren/broschueren/b012.pdf Peter Sobe 91