C++文件读写操作笔记

文件操作基础

C++通过<fstream>头文件提供文件操作支持，主要包含三个关键类：

ifstream：输入文件流（读取）
ofstream：输出文件流（写入）
fstream：双向文件流

文件打开模式：

|-------------|------------------|
| 模式标志 | 描述 |
| ios::in | 读取模式（默认ifstream） |
| ios::out | 写入模式（默认ofstream） |
| ios::app | 追加写入（不覆盖原有内容） |
| ios::binary | 二进制模式 |
| ios::trunc | 清空文件（默认out模式） |

文件读写

文本写入操作：

复制代码

void writeToFile(std::string fileName) {
    std::ofstream ofs(fileName, std::ios::app); // 追加写

    if (ofs) {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            ofs << "content" << i << " ";
        }
    }
    else {
        std::cerr << "文件打开失败";
    }

    ofs.close();
}

文本逐行读取操作：

复制代码

void ReadLinetFile(std::string& fileName) {
	std::ifstream ifs(fileName);
	if (!ifs.is_open()) {
		std::cerr << "文件打开失败";
		return;
	}

	std::string line;
    
    // 以换行为结束标志
	while (std::getline(ifs, line)) {
		std::cout << line << std::endl;
	}
    ifs.clear();
    ifs.seekg(0, std::ios::beg);

    // 以空格或换行为结束标志
    std::string str;
    while (ifs >> str) {
        std::cout << str << std::endl;
    }

	ifs.close();
}

|-----------------------------|-----------------------------------------|
| 函数/操作 | 功能 |
| ifs.clear() | 清除failbit/eofbit 等错误标志（必须调用才能恢复正常的指针操作） |
| ifs.seekg(0, std::ios::beg) | 将输入位置指针定位到文件开头（字节偏移量为0） |
| ifs.tellg() | 获取当前读取位置（调试时可用来验证指针位置） |

二进制写操作：

复制代码

struct Record {
int id;
char name[20];
double value;
};
void writeToBinary(std::string fileName) {
    std::ofstream ofs(fileName, std::ios::binary);

    Record record = { 1, "hh", 2.32 };

    // reinterpret_cast<char*>(&record)
    if (ofs.write(reinterpret_cast<char*>(&record), sizeof(Record))) {
        std::cout << "success";
    }
    else {
        std::cerr << "error";
    }
}

reinterpret_cast<char*>(&record) 是C++中一种特定场景下的类型转换操作，用于直接将内存中的二进制数据视为字符流处理。

二进制读取操作：

复制代码

void readBinaryFile(const std::string& filename) {
    std::ifstream file(filename, std::ios::binary);

    if (!file) {
        std::cerr << "Error opening binary file" << std::endl;
        return;
    }

    Record record;
    while (file.read(reinterpret_cast<char*>(&record), sizeof(Record))) {
        std::cout << "ID: " << record.id
            << ", Name: " << record.name
            << ", Value: " << record.value << '\n';
    }
}

使用示例

从data.txt文件中读取前100个int整数：

复制代码

std::vector<int> read_first_100_text_ints(const std::string& filename) {
    std::ifstream file(filename);
    if (!file) {
        std::cerr << "Error opening file " << filename << std::endl;
        return {};
    }
    std::vector<int> result;
    result.reserve(100);
    int num;
    for (int i = 0; i < 100; ++i) {
        if (file >> num) {
            result.push_back(num);
            std::cout << num << " ";
        }
        else {
            if (file.eof()) {
                std::cout << "Reached end of file at number " << i << std::endl;
            }
            else {
                std::cerr << "Invalid data format at position " << i << std::endl;
                file.clear(); // 清除错误状态
                file.ignore(std::numeric_limits<std::streamsize>::max(), ' ');
            }
            break;
        }
    }
    return result;
}

file.ignore(std::numeric_limits<std::streamsize>::max(), ' ');

定位错误 ：通过i标识出错的读取操作序号（第i+1次尝试读取）
流状态恢复 ：file.clear()清除failbit等错误标志
错误数据跳过 ：ignore()跳过直到下一个空格或文件结尾

常见错误排查

|------------|-------------|-----------------|
| 错误现象 | 可能原因 | 解决方案 |
| 返回空数据 | 文件未成功打开 | 检查is_open()状态 |
| 二进制数据损坏 | 未指定binary模式 | 添加ios::binary标志 |
| 部分写入失败 | 磁盘空间不足 | 检查磁盘状态 |
| 读取和写入内容不匹配 | 平台换行符差异 | 使用'\n'代替endl |