C++文件操作

注:追求代码简洁,有一致的C++风格，可参阅本篇博客，若追求更高的读写效率，建议参阅C语言篇 但文章还没写

本篇文章主要研究头文件fstream中的函数和类

目前C++文件操作主要有两种流派,一种是声明fstream对象,另一种是分开声明ifstream和ofstream

注意，本文代码为了简洁，都是在展开std命名空间的前提下书写

fstream的使用

先写一段示例代码

#include <iostream>
#include <fstream>

using namespace std;

int main()
{
	fstream f("file.txt", ios::out);//调用构造函数以out模式打开文件file.txt 注:out模式下file.txt 会自动创建
	string str = "This is a sentence";//在内存中准备一段字符串
	f << str;//将字符串从内存写入文件
	f.close();//关闭文件流

	//f对象可以复用
	f.open("file.txt", ios::in);//以in模式打开file.txt
	string content;//声明变量
	f >> content;//从文件流读取数据写入变量(内存)
	cout << content;//打印出来看一眼
    f.close();

	return 0;
}

输出结果

这一小段代码完成了文件的两种模式的打开和读写，已经体现了fstream的基本功能,接下来分别详细介绍成员函数和操作符重载

fstreanm::open()

函数声明:void open(const char* filename, ios_base::openmode mode)

特别的,C++11增加了一个函数重载，第一个形参变为const string& filename

实际上，也可以通过fstream类的构造函数来打开文件，参数与open()函数相同

fstream f("filename",ios::out);

接下来分别介绍两个形参

filename

一般第一个形参是文件名，可以传字符串/char*指针，C++11还支持传string对象

文件名没什么好说的，就是有后缀的文件要注意后缀,以及文件名要写对，勤检查

但实际上,第一个形参是文件路径,且支持相对路径,绝对路径我测不出来

代码示例如下

f.open("this,txt",ios::in);///打开当前文件夹的文件,this.txt是文件名
f.open("../father.txt",ios::in);//打开父级文件夹的文件,father.txt是文件名
f.open("./dir/child.txt",ios::in);//打开子级文件夹的文件(dir是文件夹名称)child.txt是文件名

mode

用前须知:这些mode都存在于ios_base的类域中,但由于ios继承自ios_base,混用二者皆可，本文为了简洁，指定类域时，使用ios，如f.open("file.txt",ios::out)

上图是继承关系图，箭头指向父类

这里依然统一使用fstream类声明一个f对象

fstream f;

打开模式比较多，下面先放一张表

mode	stands for	描述
out	output	打开文件用于写入,即内存->文件,且会完全覆盖原文件,内置的流缓存(internal stream buffer)支持输出操作(类似cout)
in	input	打开文件用于读取,即文件->内存,内置的流缓存支持输入操作(类似cin)
app	append	所有的输出操作都追加在文件末尾,向已有内容追加文本
trunc	truncate	在打文件前,清除所有内容
binary	binary	所有操作都以二进制的形式，而不是文本
ate	at end	输出操作在文件末尾开始

注,这些mode能用|操作符连接,同时使用这些mode

但是

-使用trunc | app会打开失败
-使用trunc而未使用|连接out,也会失败

接下来逐一介绍这些mode

out 和 in

out是最常用的模式之一,用于覆盖写入文件,而且当文件不存在时，会按文件名新建一个文件并执行写入操作(哪怕是空文件)

in也是最常用的模式之一，用于只读地读取文件，且当文件不存在时，会抛异常(这里挖个坑)

• 使用out时，f对象支持<<流插入操作符

string str("123456");
f<<str<<endl;//和输出内容到终端(cout)是一样的

• 使用in时,f对象支持>>流提取和作为getline函数的参数

string s1,s2;
f>>s1>>s2;//和从终端提取内容(cin)是一样的

string line;
getline(f,line);//从文件流中提取一行,存入line对象

while(getline(f,line))//逐行提取至文件末尾
{
	//....
}

• 使用in | out时，f同时支持以上操作

但是写入操作又和单一个out不一样，单out是完全覆盖，不考虑原文件内容,而in | out时，是不完全覆盖：从头开始覆盖，新写入的内容没有原文件长时，剩下的原文件依然保留

示例代码

int main()
{
	fstream f;
	f.open("ff.txt", ios::out);
	f << "LongWord";//准备一个有内容的原文件
	f.close();

	f.open("ff.txt", ios::in | ios::out);
	f << "1234";//写入1234
	f.close();
	//最后ff.txt的内容为"1234Word",不完全覆盖
	return 0;
}

但是，同时进行流插入和流提取时，文件的操作结果会比较诡异，所以并不建议对同一个文件流同时进行读写操作。

在一段f.open()和f.close()之间依然还是只进行读取或写入中的一种，而不要混合操作

缺省参数：其实mode形参是有缺省参数的，正是ios_base::in | ios_base::out,也就是说在明确只使用out或in的情况下，且执行覆盖写入操作时，单写一个f.open(文件名)即可

其它mode

app

正如表格里描述的，使用app时，写入时不会覆盖远内容，而是追加到文件末尾。其中与out一样，当文件不存在时，会自动创建并写入内容。(即使没内容，也会创建空文件)

int main()
{
	fstream f;

	f.open("file.txt",ios::out);
	f << "111";//准备一个内容为111的文件
	f.close();
	f.open("file.txt", ios::app);
	f << "222";//111后面追加222
	f.close();
	//文件内容为111222
	return 0;
}

trunc

因为不加out会打开失败，所以trunc算是个out的修正,在以out模式打开前，清空原文件的内容

乍一看，因为单out是完全覆盖写入,似乎trunc没什么用

但是使用ios::out | ios::in | ios::trunc时是不完全覆盖写入，所以提前清空内容还是很有意义的。(那为啥不用单out呢)

ate

全称at end,单用ate也会打开失败,当然，ios::ate | ios::out没有意义，因为还是完全覆盖写入,ate在ios::in | ios::out | ios::in更加有用，可以从文件末尾追加内容

binary

虽然表格里是那么说了，有没有用binary我是真测不出差别(真要用的话，另寻高就把)

但是单用binary依然会打开失败,需要再连个out或in

---

ifstream 和 ofstream

上图分别为二者的继承关系,实际上二者用起来和fstream是基本一样的，只不过在打开文件时，一个始终自带ios::in,另一个始终自带ios::out

读取文件流的一些方法

>>操作符

这是最容易理解的方式，和从终端读取数据到变量里是一样的,只要类型匹配，不一定要存到字符串里

getline()函数

用getline可以读取一行(即读到\n或文件末尾EOF)

但getline主要有两种，存在于不同的头文件中，且参数不同

<string>中的getline

istream& getline (istream& is, string& str);

函数声明如上，第一个参数是文件流(fstream类或istream类都可以),第二个参数就是个string对象

下面是一个逐行提取的例子

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
	//提前准备一个待提取文件
	fstream f;
	f.open("ff.txt", ios::out);
	f << "line 1" << endl << "line 2" << endl;
	f.close();
	//================
	f.open("ff.txt");
	string str;
	while (getline(f, str))//当f为空时，循环停止
	{
		cout << str << endl;//打印每行,str内不含换行符
	}
	f.close();
	return 0;
}

成员函数中的getline

std::istream::getline

根据继承关系,fstream继承了来自istream的getline成员函数,也就是说它们的对象都能调用这一成员函数

istream& getline (char* s, streamsize n );

函数声明如上，可以看到，第一个参数是char*，要传给它一个字符数组,第二个则是读入字符数的最大值,当实际读入的字符数小于n时，会自动在结尾加一个\0

讲真这个函数更像是来自C语言的函数

示例代码

int main()
{
	fstream f;
	f.open("ff.txt", ios::out);
	f << "line 1" << endl << "line 2" << endl;
	f.close();

	f.open("ff.txt");
	char str[256] = { 0 };
	f.getline(str, 256);//str里存了line 1\0
	f.close();
	cout << str;
	return 0;
}

get() 函数

int get();
istream& get (char& c);

如上是两种常用的函数重载,均为继承来的成员函数,逐字符提取的话就能提取到\n``\r之类的转义字符

代码示例

int main()
{
	//提前准备一个待提取文件
	fstream f;
	f.open("ff.txt", ios::out);
	f << "line 1" << endl << "line 2" << endl;
	f.close();
	//================
	//方法1
	f.open("ff.txt");
	char ch;
	while (f.get(ch))//获取字符
	{
		cout << ch;//打印字符
	}
	f.close();
	//方法2
	f.open("ff.txt");
	while ((ch = f.get()) != EOF)//因为优先级的问题，必须加括号
	{
		cout << ch;//打印字符
	}
	f.close();
	return 0;
}

小结

以上就是C++文件操作的大部分常用内容了。挖一挖确实也不少内容了,值得总结。