C++笔记 01文件流操作

1 基本概念

文件 (file)

存储在磁盘上的数据集合，可以是文本、二进制等格式，具有名称、大小、类型等属性。

流 (stream)

一连串的字节，是一种抽象的数据传输方式。

在C++中，文件操作是基于流的概念，有3种主要类型的流：

• 输入流 (istream)：允许程序从源(如键盘、文件)读取数据。
• 输出流 (ostream)：允许程序将数据发送到目标(如显示器、文件)。
• 输入/输出流 (iostream)：结合了输入流和输出流的功能。

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2 文件操作

使用#include 处理文件的输入输出。

ifstream：输入文件流，用于从文件中读取数据。

ofstream：输出文件流，用于向文件写入数据。

fstream：结合ifstream和ofstream功能，支持读写文件。

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3 基本使用方法

3.1 包含必要的头文件

#include 
#include 
#include 

3.2 操作步骤

1）定义文件流

想使用文件流对文件进行操作，需要先定义它。

// there are 3 ways to define filestream
// 1) declare input stream
ifstream inFile;

// 2) declare output stream
ofstream outFile;

// 3) declare input&output stream
fstream file;

2）打开文件

进行文件操作之前，需要先打开文件。

打开文件：void open(const char *filename, ios::openmode mode);

filename：待打开文件的名称和位置

mode：文件被打开的模式

常用打开模式：

mode	Description
ios::in	打开文件用于读取。
ios::out	打开文件用于写入。
ios::trunc	若文件已经存在，则在打开文件之前清空其内容，即把文件长度设为 0。
ios::app	追加模式。所有写入都追加到文件末尾。
ios::ate	文件打开后定位到文件末尾。
ios::binary	二进制方式(默认是文本方式)
ios::nocreate	不创建的方式
ios::norepalce	不替换

inFile.open("file.txt",ios::in); //读取文件中的数据

outFile.open("file2.txt",ios::out|ios::trunc); //写数据进文件中

file.open("file.txt"); //读写文件中的数据（无参数即默认方式打开）

// 判断文件是否打开成功
if(!file.is_open())
{
    cout<<"file open failed!"<<endl;
    exit(-1);
}

3) 读写文件

使用流运算符>>和<< 分别进行读取和写入。（适用于文本形式）

// read
string dataBuffer;
inFile >> dataBuffer;

// write
outFile << "Hello World!" <<endl;

使用read()和write()分别进行读取和写入。（适用于二进制形式）

istream & read(char* buffer, int count);

ostream & write(char* buffer, int count);

buffer：指定起始位置

count：字节个数

class Student
{
  char name[20];
  int age;
};
Student stu;

// read
ifstream inFile("test.dat",ios::in|ios::binary);
if(!inFile)
{
    exit(-1);
}
while(inFile.read((char*)&stu, sizeof(stu)))//一直读到文件结束
{
    cout << stu.name << "" << stu.age << endl;
}
// gcount()

// write
/*
    调用 write()函数时并没有指定这些字节写入文件中的具体位置。
    事实上，write()会从 文件写指针 指向的位置将二进制数据写入。
文件写指针：
    是ofstream/fstream对象内部维护的一个变量, 文件刚打开时，指向文件的开头.
    （如果以 ios::app 方式打开，则指向文件末尾）
    用 write() 方法写入 n 个字节，写指针指向的位置就向后移动 n 个字节。
*/
ofstream outFile("test.dat",ios::out|ios::binary);
while(cin >> stu.name >> stu.age)
{
    outFile.write((char*)&stu, sizeof(stu));
}

使用get()和put()分别进行读取和写入。（适用于逐个读写）

int get();
istream& get (char& c);

ostream& put (char c);

char c;

// read
while( (c=inFile.get()) && c!=EOF) // while(inFile.get(c)){}
{//EOF：输入的末尾
    cout << c;
}

// write
while(cin >> c)
{
    outFile.put(c);
}

getline()读取一行

istream & getline(char* buf, int bufSize);

读取buf-1个字符，读到\n为止（不包括\n）

istream & getline(char* buf, int bufSize, char delim);

读到delim字符为止（不包括delim）

// read line
string lineBuffer;
getline(inFile, lineBuffer);//从文件中读取一行数据，将读到的数据写入lineBuffer

// 
char c[40];
inFile.getline(c,40);
cout << c;

//
inFile.getline(c,40,'end');
cout << c;

//多行
while(inFile.getline(c,40))
{
    cout << c <<endl;
}

4) 关闭文件

使用close()关闭文件，确保所有资源被释放。

或，当ifstream、ofstream或fstream对象被销毁时，它们的析构函数会关闭文件。

inFile.close();
outFile.close();
file.close();

5）错误处理

使用以下方法检查文件流的状态：

• good()：无错误
• eof()：到达文件末尾
• fail()：非致命I/O错误
• bad()：致命I/O错误

if (inFile.good()) 
{
    // 继续处理文件
} 
else if (inFile.eof()) 
{
    cerr << "到达文件末尾" << endl;
} 
else if (inFile.fail()) 
{
    cerr << "非致命I/O错误" << endl;
} 
else if (inFile.bad()) 
{
   cerr << "致命I/O错误" << endl;
}

3.3 文件指针

可使用文件指针，移动文件内的读写位置：

• seekg：设置输入位置
• seekp：设置输出位置
• tellg：获取输入位置
• tellp：获取输出位置

// seekg和seekp：第一个参数指定位置，第二个参数指定查找方向
inFile.seekg(n); //定位到inFile的第n个字节(默认是ios::beg,即从流的开头开始定位)
inFile.seekg(n,ios::cur); //把文件的读指针从当前位置向后移n个字节
inFile.seekg(n,ios::end); //把文件的读指针从末尾往回移n个字节
inFile.seekg(0,ios::beg); //定位到文件开头
inFile.seekg(0,ios::end); //定位到文件末尾


// 获取文件大小
inFile.seekg(0,ios::end);
streampos size = inFile.tellg();

3.4 缓冲区

缓冲区类型：

1. 全缓冲
   • 当填满标准I/O缓存后，进行实际I/O操作。
   • 典型代表：对磁盘文件的读写。
2. 行缓冲
   • 当在输入和输出中遇到换行符时，进行实际I/O操作。
   • 此时，输入的字符先存放在缓冲区，等按下回车键换行时才进行实际的I/O操作。
   • 典型代表：键盘输入数据。
3. 不带缓冲
   • 不进行缓冲，标准出错情况stderr是典型代表，这使得出错信息可以直接尽快地显示出来。

C++之ofstream::flush与ofstream::close_ofstream flush-CSDN博客

3.5 跳过(忽略)指定字符

istream & ignore(int n =1, int delim = EOF);

跳过输入流中的 n 个字符，或跳过 delim 及其之前的所有字符，哪个条件先满足就按哪个执行。

两个参数都有默认值，因此 cin.ignore() 就等效于 cin.ignore(1, EOF)， 即跳过一个字符。

int n;
cin.ignore(5, 'A');
cin >> n;
cout << n;

//cin.ignore() 跳过了输入中的前 5 个字符，其余内容被当作整数输入 n 中
abcde34↙
34

//cin.ignore() 跳过了输入中的 'A' 及其前面的字符，其余内容被当作整数输入 n 中
abA34↙
34