C++流类库 文件流操作

在 C++ 开发中，数据的持久化存储（读取文件、写入文件）是核心功能之一。C++ 流类库提供了面向对象、类型安全、使用简洁 的文件流 操作，通过 fstream 头文件中的三个文件流类，即可完成文本文件、二进制文件的读写。

本文从文件流类概述、文件打开与关闭、文本文件读写、二进制文件读写、文件定位五大核心模块，带你完全掌握 C++ 文件流操作。

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一、C++ 文件流类概述

文件流是流类库专门用于文件操作的子类，包含在 <fstream> 头文件中。

1. 三大核心文件流类

表格

类名	作用	继承关系	常用操作
ifstream	只读文件流	继承自 istream	从文件读取数据
ofstream	只写文件流	继承自 ostream	向文件写入数据
fstream	可读可写文件流	继承自 iostream	同时读写文件

2. 文件操作基本流程

1. 包含头文件 <fstream>
2. 创建文件流对象
3. 打开文件（指定打开方式）
4. 读写数据
5. 关闭文件

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二、文件打开模式（重要）

使用文件流必须指定打开模式，决定文件如何被操作。

常用打开模式

表格

模式	含义
ios::in	只读方式打开（ifstream 默认）
ios::out	只写方式打开（ofstream 默认）覆盖原有内容
ios::app	追加写入，不覆盖原有内容
ios::binary	二进制模式打开
ios::trunc	打开时清空文件
ios::ate	打开后定位到文件末尾

组合使用

用 | 连接多种模式：

// 二进制 + 只读
ios::in | ios::binary

三、文件打开与关闭

1. 打开文件两种方式

方式 1：构造函数直接打开

ofstream fout("test.txt", ios::out);

方式 2：先创建对象，再调用 open()

ofstream fout;
fout.open("test.txt", ios::out);

2. 判断文件是否打开成功

必须判断！避免文件不存在 / 权限不足导致错误：

if (!fout.is_open()) {
    cout << "文件打开失败！" << endl;
}

3. 关闭文件

操作完成后必须关闭，释放系统资源：

fout.close();

四、文本文件操作（最常用）

文本文件以字符形式存储，可直接用记事本打开。

1. 文本文件写入（ofstream）

#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;

int main() {
    // 1. 创建写文件流
    ofstream fout("info.txt", ios::out);

    // 2. 判断是否打开成功
    if (!fout.is_open()) {
        cout << "打开失败" << endl;
        return 1;
    }

    // 3. 写入数据（和 cout 用法一样）
    fout << "姓名：张三" << endl;
    fout << "年龄：20" << endl;
    fout << "身高：175.5" << endl;

    // 4. 关闭文件
    fout.close();
    cout << "写入完成" << endl;
    return 0;
}

2. 文本文件读取（ifstream）

int main() {
    ifstream fin("info.txt", ios::in);

    if (!fin.is_open()) {
        cout << "打开失败" << endl;
        return 1;
    }

    // 方法1：按字符串读取
    string str;
    while (fin >> str) {  // 读到文件末尾自动结束
        cout << str << endl;
    }

    // 方法2：按行读取
    // char buf[1024];
    // while (fin.getline(buf, sizeof(buf))) {
    //     cout << buf << endl;
    // }

    fin.close();
    return 0;
}

五、二进制文件操作

二进制文件直接存储字节，速度更快、安全性更高，常用于图片、音频、结构体等。

关键函数

写：write(指针，大小)

读：read(指针，大小)

1. 二进制写入

// 结构体
struct Person {
    char name[20];
    int age;
};

int main() {
    // 二进制写
    ofstream fout("person.bin", ios::out | ios::binary);

    Person p = {"李四", 22};
    fout.write((const char*)&p, sizeof(Person));

    fout.close();
    return 0;
}

2. 二进制读取

int main() {
    ifstream fin("person.bin", ios::in | ios::binary);

    Person p;
    fin.read((char*)&p, sizeof(Person));

    cout << p.name << " " << p.age << endl;

    fin.close();
    return 0;
}

六、文件随机读写（文件指针定位）

通过移动文件指针，实现任意位置读写。

核心函数

1. 输出流（写） ：seekp(偏移量，基准位置)
2. 输入流（读） ：seekg(偏移量，基准位置)

基准位置

ios::beg：文件开头

ios::cur：当前位置

ios::end：文件末尾

示例：

// 定位到文件开头
fin.seekg(0, ios::beg);

// 定位到文件末尾
fin.seekg(0, ios::end);

// 获取当前指针位置
int pos = fin.tellg();

七、文件流常用判断函数

表格

函数	作用
is_open()	文件是否成功打开
good()	流状态正常
eof()	是否到达文件末尾
fail()	操作失败
clear()	清除流错误状态

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八、完整综合示例（可读可写 fstream）

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    // 可读可写
    fstream fs("test.txt", ios::in | ios::out | ios::app);

    if (!fs.is_open()) {
        cout << "打开失败" << endl;
        return 1;
    }

    // 写入
    fs << "追加一行数据" << endl;

    // 重新定位到开头读取
    fs.seekg(0, ios::beg);

    // 读取
    string str;
    while (getline(fs, str)) {
        cout << str << endl;
    }

    fs.close();
    return 0;
}

九、总结（核心要点）

1. 文件流依赖头文件 <fstream>
2. 三大类：ifstream(读)、ofstream(写)、fstream(读写)
3. 打开文件必须判断是否成功
4. 文本文件：直接用 << 和 >>
5. 二进制文件：用 read() 和 write()
6. 文件定位：seekg / seekp
7. 操作完毕必须 close()

掌握以上内容，即可完成 C++ 所有文件操作需求，包括配置文件、数据存储、日志记录等。

总结

1. 文件流 分为读、写、读写三类，使用 <fstream> 头文件
2. 打开模式 决定文件操作方式，app 追加、binary 二进制
3. 文本文件 读写简单直观，二进制文件效率高、适合结构化数据
4. 文件指针可实现随机读写，灵活定位任意位置
5. 文件操作必须：打开 → 判断 → 读写 → 关闭