C++ 文件和流详解
在C++编程中，除了使用iostream标准库进行标准输入和输出（使用cin和cout）外，还可以使用fstream标准库来处理文件的输入和输出。fstream库定义了三个主要的数据类型：
ofstream：输出文件流，用于创建文件并向文件写入信息。ifstream：输入文件流，用于从文件读取信息。fstream：文件流，同时具有ofstream和ifstream的功能，支持读写操作。
1、引入头文件
在使用文件流时，需要包含头文件<fstream>和<iostream>。
cpp
#include <fstream>
#include <iostream>
using namespace std;2、打开文件
在进行文件操作前，需要先打开文件。ofstream和fstream对象可以用于写操作，ifstream对象用于读操作。文件的打开模式可以通过open函数指定。
打开文件的标准语法
cpp
void open(const char *filename, ios::openmode mode);常用的打开模式
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::in：打开文件用于读取。ios::out：打开文件用于写入。ios::trunc：如果文件已经存在，则在打开文件之前清空其内容。
示例
cpp
ofstream outfile;
outfile.open("file.dat", ios::out | ios::trunc);
ifstream infile;
infile.open("file.dat", ios::in);3、关闭文件
关闭文件是一个良好的编程习惯，确保所有资源被释放。使用close方法可以关闭文件。
cpp
outfile.close();
infile.close();4、写入文件
使用流插入运算符（<<）可以向文件写入信息，与cout的使用方法类似。
cpp
ofstream outfile("file.dat");
outfile << "Hello, World!" << endl;
outfile.close();5、读取文件
使用流提取运算符（>>）可以从文件读取信息，与cin的使用方法类似。
cpp
ifstream infile("file.dat");
string data;
infile >> data;
cout << data << endl;
infile.close();6、读取和写入文件实例
以下示例展示了如何从文件读取和向文件写入信息。
cpp
#include <fstream>
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
char data[100];
// 以写模式打开文件
ofstream outfile;
outfile.open("afile.dat");
cout << "Writing to the file" << endl;
cout << "Enter your name: ";
cin.getline(data, 100);
outfile << data << endl;
cout << "Enter your age: ";
cin >> data;
cin.ignore();
outfile << data << endl;
outfile.close();
// 以读模式打开文件
ifstream infile;
infile.open("afile.dat");
cout << "Reading from the file" << endl;
infile >> data;
cout << data << endl;
infile >> data;
cout << data << endl;
infile.close();
return 0;
}7、文件指针的操作
可以使用以下方法操作文件指针：
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
istream和ostream提供了用于重新定位文件位置指针的成员函数：seekg（"seek get"）和seekp（"seek put"）。
定位文件指针的示例1
cpp
ifstream fileObject("file.dat");
// 定位到文件的第n个字节（假设从文件开头开始）
fileObject.seekg(n, ios::beg);
// 从当前位置向后移n个字节
fileObject.seekg(n, ios::cur);
// 从文件末尾往回移n个字节
fileObject.seekg(n, ios::end);
// 定位到文件末尾
fileObject.seekg(0, ios::end);定位文件指针的示例2
cpp
#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
int main() {
ifstream inFile("input.txt", ios::binary);
ofstream outFile("output.txt", ios::binary);
if (inFile.is_open() && outFile.is_open()) {
inFile.seekg(0, ios::end); // 定位到文件末尾
streampos size = inFile.tellg(); // 获取文件大小
inFile.seekg(0, ios::beg); // 定位到文件开头
char* buffer = new char[size];
inFile.read(buffer, size); // 读取整个文件到缓冲区
outFile.write(buffer, size); // 写缓冲区到输出文件
delete[] buffer;
inFile.close();
outFile.close();
} else {
cerr << "无法打开文件" << endl;
}
return 0;
}8、错误处理
在进行文件操作时，可能会发生各种错误，如文件无法打开、读写失败等。可以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cppifstream inFile("input.txt"); if (inFile.is_open()) { // 检查文件流的状态 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; } inFile.close(); } else { cerr << "无法打开文件" << endl; }
9、文件和流操作的综合示例
以下是一个综合示例，演示了文件的读取、写入、文件指针操作和错误处理。
cpp
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
using namespace std;
int main() {
// 打开输入文件
ifstream inFile("input.txt");
if (!inFile) {
cerr << "无法打开输入文件" << endl;
return 1;
}
// 打开输出文件
ofstream outFile("output.txt");
if (!outFile) {
cerr << "无法打开输出文件" << endl;
return 1;
}
string line;
while (getline(inFile, line)) {
// 逐行读取并写入输出文件
outFile << line << endl;
}
// 检查读取是否成功
if (inFile.eof()) {
cout << "文件读取完成" << endl;
} else if (inFile.fail()) {
cerr << "文件读取失败" << endl;
} else {
cerr << "未知错误" << endl;
}
inFile.close();
outFile.close();
return 0;
}总结
通过上述内容，我们了解了如何使用C++的fstream标准库进行文件的读取和写入操作，包括文件的打开、关闭、读写以及文件指针的操作。掌握这些基础知识对于处理文件输入输出操作非常重要。