C++之文件IO操作流
2011-08-18 19:23
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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++标准中去掉了对它的支持。
(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:
键盘输入字符:
读文件file.txt:
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):
写文件:
读文件file.dat:
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:
结果:
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++标准中去掉了对它的支持。
(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:
#include "stdafx.h" #include <iostream> #include <fstream> int main() { //打开文件 std::ofstream file("file.txt",std::ios::out|std::ios::ate); if(!file) { std::cout<<"不可以打开文件"<<std::endl; exit(1); } //写文件 file<<"hello c++!\n"; char ch; while(std::cin.get(ch)) { if(ch=='\n') break; file.put(ch); } //关闭文件 file.close(); return0; }
键盘输入字符:
读文件file.txt:
#include "stdafx.h" #include <iostream> #include <fstream> int main() { //打开文件 std::ifstream rfile("file.txt",std::ios::in); if(!rfile) { std::cout<<"不可以打开文件"<<std::endl; exit(1); } //读文件 char str[100]; rfile.getline(str,100);//读到'\n'终止 std::cout<<str<<std::endl; char rch; while(rfile.get(rch))//文件指针指向字符‘\n’的下一个 { std::cout.put(rch); } std::cout<<std::endl; //关闭文件 rfile.close(); return0; }
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):
class Sprite { private: std::string profession;//职业 std::string weapon;//武器 staticint count;//个数 public: Sprite(){} Sprite(std::string profession,std::string weapon):profession(profession),weapon(weapon) { } void showSprite();//显示精灵信息 }; int Sprite::count=0; void Sprite::showSprite() { ++count; std::cout<<"精灵"<<count<<" 职业:"<<profession<<" 武器:"<<weapon<<std::endl; }
写文件:
#include "stdafx.h" #include <iostream> #include <fstream> #include <string> int main() { //建立对象数组 Sprite sprites[3]={ Sprite("法师","魔杖"), Sprite("战士","屠龙宝刀"), Sprite("道士","倚天剑") }; //打开文件 std::ofstream file("file.dat",std::ios::ate|std::ios::binary); if(!file) { std::cout<<"文件打开失败!"; abort();//等同于exit } //写文件 for(int i=0;i<3;i++) file.write((char*) &sprites[i],sizeof(sprites[i])); //关闭文件 file.close(); return0; }
读文件file.dat:
#include "stdafx.h" #include <iostream> #include <fstream> #include <string> int main() { //建立对象数组 Sprite rsprites[3]; //打开文件 std::ifstream rfile("file.dat",std::ios::binary); if(!rfile) { std::cout<<"文件打开失败!"; return1;//等同于exit } //读文件 for(int i=0;i<3;i++) { rfile.read((char*) &rsprites[i],sizeof(rsprites[i])); rsprites[i].showSprite(); } //关闭文件 rfile.close(); return0; }
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:
#include "stdafx.h" #include <iostream> #include <fstream> #include <string> int main() { //建立对象数组 Sprite rsprites[3]; //打开文件 std::ifstream rfile("file.dat",std::ios::binary); if(!rfile) { std::cout<<"文件打开失败!"; return1;//等同于exit } //读文件 for(int i=0;i<3;i++) { rfile.read((char*) &rsprites[i],sizeof(rsprites[i])); rsprites[i].showSprite(); } Sprite rsprite;//建立对象 std::cout<<"改变读取顺序:"<<std::endl; rfile.seekg(sizeof(Sprite)*2,std::ios::beg);//读取精灵道士信息 rfile.read((char*) &rsprite,sizeof(Sprite)); rsprite.showSprite(); rfile.seekg(-int(sizeof(Sprite)*2),std::ios::end);//读取精灵战士信息 rfile.read((char*) &rsprite,sizeof(Sprite)); rsprite.showSprite(); rfile.seekg(-int(sizeof(Sprite)*2),std::ios::cur);//读取精灵法师信息 rfile.read((char*) &rsprite,sizeof(Sprite)); rsprite.showSprite(); //关闭文件 rfile.close(); return0; }
结果:
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