C++之文件IO操作流

标签: 文件 io | 发表时间:2011-08-18 11:23 | 作者:Rookie_J Nanqi
出处:http://www.cnblogs.com/

  前两节介绍了C++的IO流类库,标准设备IO操作流中部分预定义流对象的成员函数以及IO格式控制。那今天我将继续介绍关于C++中的流操作内容——文件IO操作流fstream。并会着重讲解C++是如何对文件进行操作的。

  文件指存放在外部介质上的数据的集合。大家都知道操作系统是以文件为单位来对数据进行管理的。因此如果你要查找外部介质的数据,则先要按文件名找到指定文件,然后再从文件中读取数据,如果要把数据存入外部介质中,如果没有该文件,则先要建立文件,再向它输入数据。由于文件的内容千变万化,大小各不相同,为了统一处理,在C++中用文件流的形式来处理,文件流是以外存文件为输入输出对象的数据流。输出文件流表示从内存流向外存文件的数据,输入文件流则相反。根据文件中数据的组织形式,文件可分为两类:文本文件和二进制文件。文本文件又称为ASCII文件,它的每个字节存放一个ASCII码,代表一个字符。二进制文件则是把内存中的数据,按照其在内存中的存储形式原样写在磁盘上存放。比如一个整数20000,在内存中在两个字节,而按文本形式输出则占5个字节。因此在以文本形式输出时,一个字节对应一个字符,因而便于字符的输出,缺点则是占用存储空间较多用二进制形式输出数据,节省了转化时间和存储空间,但不能直接以字符的形式输出

  1.在C++中对文件进行操作分为以下几个步骤:(1)建立文件流对象;(2)打开或建立文件;(3)进行读写操作;(4)关闭文件;用于文件IO操作的流类主要有三个fstream(输入输出文件流),ifstream(输入文件流)和ofstream(输出文件流);而这三个类都包含在头文件fstream中,所以程序中对文件进行操作必须包含该头文件。首先建立流对象,然后使用文件流类的成员函数open打开文件,即把文件流对象和指定的磁盘文件建立关联。成员函数open的一般形式为:

  文件流对象.open(文件名,使用方式);

其中文件名可以包括路径(如:e:\c++\file.txt),如果缺少路径,则默认为当前目录。使用方式则是指文件将被如何打开。以下就是文件的部分使用方式,都是ios基类中的枚举类型的值:

此外打开方式有几个注意点:

(1)因为nocreate和noreplace,与系统平台相关密切,所以在C++标准去掉了对它的支持。

(2)每一个打开的文件都有一个文件指针,指针的开始位置由打开方式指定,每次读写都从文件指针的当前位置开始。每读一个字节,指针就后移一个字节。当文件指针移到最后,会遇到文件结束符EOF,此时流对象的成员函数eof的值为非0值,表示文件结束。

(3)用in方式打开文件只能用于输入数据,而且该文件必须已经存在。

(4)用app方式打开文件,此时文件必须存在,打开时文件指针处于末尾,且该方式只能用于输出。

(5)用ate方式打开一个已存在的文件,文件指针自动移到文件末尾,数据可以写入到其中。

如果文件需要用两种或多种方式打开,则用"|"来分隔组合在一起。除了用open成员函数打开文件,还可以用文件流类的构造函数来打开文件,其参数和默认值与open函数完全相同。比如:文件流类 stream(文件名,使用方法);如果文件打开操作失败,open函数的返回值为0,用构造函数打开的话,流对象的值为0。所以无论用哪一种方式打开文件,都需要在程序中测试文件是否成功打开

   在每次对文件IO操作结束后,都需要把文件关闭,那么就需要用到文件流类的成员函数close,一般调用形式:流对象.close();关闭实际上就是文件流对象和磁盘文件失去关联。

  2.介绍完文件的打开和关闭,接下来说说文件的读写。我将分别从文本文件读写和二进制文件的读写来介绍。其实文件的读写是十分容易的。流类库中的IO操作<<、>>、put、get、getline、read和write都可以用于文件的输入输出。

  (1)文本文件的读写

写文件:

 1 #include "stdafx.h"
2 #include <iostream>
3 #include <fstream>
4
5 int main()
6 {
7 //打开文件
8 std::ofstream file("file.txt",std::ios::out|std::ios::ate);
9 if(!file)
10 {
11 std::cout<<"不可以打开文件"<<std::endl;
12 exit(1);
13 }
14
15 //写文件
16 file<<"hello c++!\n";
17
18 char ch;
19 while(std::cin.get(ch))
20 {
21 if(ch=='\n')
22 break;
23 file.put(ch);
24 }
25
26 //关闭文件
27 file.close();
28
29 return 0;
30 }

键盘输入字符:

读文件file.txt:

 1 #include "stdafx.h"
2 #include <iostream>
3 #include <fstream>
4
5 int main()
6 {
7 //打开文件
8 std::ifstream rfile("file.txt",std::ios::in);
9 if(!rfile)
10 {
11 std::cout<<"不可以打开文件"<<std::endl;
12 exit(1);
13 }
14
15 //读文件
16 char str[100];
17 rfile.getline(str,100);//读到'\n'终止
18 std::cout<<str<<std::endl;
19
20 char rch;
21 while(rfile.get(rch))//文件指针指向字符‘\n’的下一个
22 {
23 std::cout.put(rch);
24 }
25
26 std::cout<<std::endl;
27
28 //关闭文件
29 rfile.close();
30
31 return 0;
32 }

读出显示字符:

其实建立ifstream类和ofstream类的对象时,ios:in和ios:out可以省略,因为ifstream类默认为ios:in,ofstream类默认为ios:out;

  (2)最初设计流的目的是用于文本,因此在默认情况下,文件用文本方式打开。在以文本模式输出时,若遇到换行符"\n"(十进制为10)则自动扩充为回车换行符(十进制为13和10)。所以,如果我们输入的整数10,那么在文件输出时会转化为13和10,然而这并不是我们所需要的。为了解决这样的问题,就要采用而二进制模式,使其所写的字符不转换。在对二进制文件进行IO操作时,打开文件时要指定方式ios::binary,即以二进制形式传送和存储。接下来我用read函数和write函数来对二进制文件进行读写。在示例描述之前先简单介绍一下这两个函数:

  read函数常用格式为:文件流对象.read(char *buf,int len);

  write函数常用格式为:文件流对象.write(const char *buf,int len);

两者格式上差不多,第一个参数是一个字符指针,用于指向读入读出数据所放的内存空间的其实地址。第二个参数是一个整数,表示要读入读出的数据的字节数。以下是二进制文件的读写的示例:

定义一个精灵类(用于文件数据处理):

 1 class Sprite
2 {
3 private:
4 std::string profession;//职业
5 std::string weapon;//武器
6 static int count;//个数
7 public:
8 Sprite(){}
9 Sprite(std::string profession,std::string weapon):profession(profession),weapon(weapon)
10 {
11 }
12 void showSprite();//显示精灵信息
13 };
14
15 int Sprite::count=0;
16
17 void Sprite::showSprite()
18 {
19 ++count;
20 std::cout<<"精灵"<<count<<" 职业:"<<profession<<" 武器:"<<weapon<<std::endl;
21 }

写文件:

 1 #include "stdafx.h"
2 #include <iostream>
3 #include <fstream>
4 #include <string>
5
6 int main()
7 {
8 //建立对象数组
9 Sprite sprites[3]={
10 Sprite("法师","魔杖"),
11 Sprite("战士","屠龙宝刀"),
12 Sprite("道士","倚天剑")
13 };
14
15 //打开文件
16 std::ofstream file("file.dat",std::ios::ate|std::ios::binary);
17 if(!file)
18 {
19 std::cout<<"文件打开失败!";
20 abort();//等同于exit
21 }
22
23 //写文件
24 for(int i=0;i<3;i++)
25 file.write((char*) &sprites[i],sizeof(sprites[i]));
26
27 //关闭文件
28 file.close();
29
30 return 0;
31 }

读文件file.dat:

 1 #include "stdafx.h"
2 #include <iostream>
3 #include <fstream>
4 #include <string>
5
6 int main()
7 {
8 //建立对象数组
9 Sprite rsprites[3];
10
11 //打开文件
12 std::ifstream rfile("file.dat",std::ios::binary);
13 if(!rfile)
14 {
15 std::cout<<"文件打开失败!";
16 return 1;//等同于exit
17 }
18
19 //读文件
20 for(int i=0;i<3;i++)
21 {
22 rfile.read((char*) &rsprites[i],sizeof(rsprites[i]));
23 rsprites[i].showSprite();
24 }
25
26 //关闭文件
27 rfile.close();
28
29 return 0;
30 }

读出显示字符:

在read函数还是write函数里都要把数据转化为char*类型,代码中sizeof函数是用于确定要读入读出的字节数。

  在文件结束处有个标志位EOF,在用文件流读取文件时,使用成员函数eof()(函数原型:int eof())可以检测到结束符。如果该函数返回值为非零,则表示到达文件末尾。返回零则表示未达到文件末尾。

  (3)前面所介绍的文件都是按顺序来读取的的,C++中又提供了针对于文件读写指针的相关成员函数,使得我们可以在IO流中随意移动文件指针,从而对文件的进行随机地读写。类istream针对读指针提供3个成员函数:

  tellg()//返回输入文件读指针的当前位置;

  seekg(文件中的位置)//将输入文件中的读指针移动到指定位置

  seekg(位移量,参照位置)//以参照位置为基准移动若干字节

其中参照位置是枚举值:

beg//从文件开头计算要移动的字节数

cur//从文件指针的当前位置计算要移动的字节数

end//从文件的末尾计算要移动的字节数

如果参照位置省略,则默认为beg。而类ostream针对写指针提供的3个成员函数:

  tellp()//返回输出文件写指针的当前位置;

  seekp(文件中的位置)//将输出文件中的写指针移动到指定位置

  seekp(位移量,参照位置)//以参照位置为基准移动若干字节

现在我对上一示例中读取二进制文件代码稍作更改:

 1 #include "stdafx.h"
2 #include <iostream>
3 #include <fstream>
4 #include <string>
5
6 int main()
7 {
8 //建立对象数组
9 Sprite rsprites[3];
10
11 //打开文件
12 std::ifstream rfile("file.dat",std::ios::binary);
13 if(!rfile)
14 {
15 std::cout<<"文件打开失败!";
16 return 1;//等同于exit
17 }
18
19 //读文件
20 for(int i=0;i<3;i++)
21 {
22 rfile.read((char*) &rsprites[i],sizeof(rsprites[i]));
23 rsprites[i].showSprite();
24 }
25
26 Sprite rsprite;//建立对象
27
28 std::cout<<"改变读取顺序:"<<std::endl;
29 rfile.seekg(sizeof(Sprite)*2,std::ios::beg);//读取精灵道士信息
30 rfile.read((char*) &rsprite,sizeof(Sprite));
31 rsprite.showSprite();
32
33 rfile.seekg(-int(sizeof(Sprite)*2),std::ios::end);//读取精灵战士信息
34 rfile.read((char*) &rsprite,sizeof(Sprite));
35 rsprite.showSprite();
36
37 rfile.seekg(-int(sizeof(Sprite)*2),std::ios::cur);//读取精灵法师信息
38 rfile.read((char*) &rsprite,sizeof(Sprite));
39 rsprite.showSprite();
40
41 //关闭文件
42 rfile.close();
43
44 return 0;
45 }

结果:

作者: Rookie_J 发表于 2011-08-18 19:23 原文链接

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