C++ 文件操作（CFile類）

一、Visual C++編程文件操作

　　有如下方法可進行操作：

• （1）使用標准C運行庫函數，包括fopen、fclose、fseek等。
• （2）使用Win16下的文件和目錄操作函數，如lopen、lclose、lseek等。不過，在Win32下，這些函數主要是為了和Win16向后兼容。
• （3）使用Win32下的文件和目錄操作函數，如CreateFile，CopyFile，DeleteFile，FindNextFile，等等。

　　Win32 下，打開和創建文件都由CreateFile完成，成功的話，得到一個Win32下的句柄，這不同於“C”的fopen返回的句柄。在Win16下，該句 柄和C運行庫文件操作函數相容。但在Win32下，“C”的文件操作函數不能使用該句柄，如果需要的話，可以使用函數_open_osfhandle從 Win32句柄得到一個“C”文件函數可以使用的文件句柄。

　　關閉文件使用Win32的CloseHandle。

　　在Win32下，CreateFile可以操作的對象除了磁盤文件外，還包括設備文件如通訊端口、管道、控制台輸入、郵件槽等等。

• （4）使用CFile和其派生類進行文件操作。CFile從CObject派生，其派生類包括操作文本文件的CStdioFile，操作內存文件的CmemFile，等等。

CFile是建立在Win32的文件操作體系的基礎上，它封裝了部分Win32文件操作函數。

最好是使用CFile類（或派生類）的對象來操作文件，必要的話，可以從這些類派生自己的文件操作類。統一使用CFile的界面可以得到好的移植性。

二、MFC的文件類

MFC用一些類來封裝文件訪問的Win32 API。以CFile為基礎，從CFile派生出幾個類，如CStdioFile，CMemFile，MFC內部使用的CMiororFile，等等。

2.1 CFile的結構

CFile定義的枚舉類型

CFile類定義了一些和文件操作相關的枚舉類型，主要有四種：OpenFlags，Attribute，SeekPosition，hFileNull。

下面，分別解釋這些枚舉類型：

OpenFlags

OpenFlags定義了13種文件訪問和共享模式：

enum OpenFlags {

//第一（從右，下同）至第二位，打開文件時訪問模式，讀/寫/讀寫

modeRead = 0x0000,

modeWrite = 0x0001,

modeReadWrite = 0x0002,

shareCompat = 0x0000, //32位MFC中沒用

//第五到第七位，打開文件時的共享模式

shareExclusive = 0x0010,//獨占方式，禁止其他進程讀寫

shareDenyWrite = 0x0020,//禁止其他進程寫

shareDenyRead = 0x0030,//禁止其他進程讀

shareDenyNone = 0x0040,//允許其他進程寫

//第八位，打開文件時的文件繼承方式

modeNoInherit = 0x0080,//不允許子進程繼承

//第十三、十四位，是否創建新文件和創建方式

modeCreate = 0x1000,//創建新文件，文件長度0

modeNoTruncate = 0x2000,//創建新文件時如文件已存在則打開

//第十五、十六位，文件以二進制或者文本方式打開，在派生類CStdioFile中用

typeText = 0x4000,

typeBinary = (int)0x8000

};

Attribute

Attribute定義了文件屬性：正常、只讀、隱含、系統文件，文件或者目錄等。

enum Attribute {

normal = 0x00,

readOnly = 0x01,

hidden = 0x02,

system = 0x04,

volume = 0x08,

directory = 0x10,

archive = 0x20

}

SeekPosition

SeekPosition定義了三種文件位置：頭、尾、當前：

enum SeekPosition{

begin = 0x0,

current = 0x1,

end = 0x2

};

hFileNull

hFileNull定義了空文件句柄

enum { hFileNull = -1 };

2.2 CFile的其他一些成員變量

CFile除了定義枚舉類型，還定義了一些成員變量。例如：

UINT m_hFile

該成員變量是public訪問屬性，保存::CreateFile返回的操作系統的文件句柄。MFC重載了運算符號HFILE來返回m_hFile，這樣在使用HFILE類型變量的地方可以使用CFile對象。

BOOL m_bCloseOnDelete;

CString m_strFileName;

這兩個成員變量是protected訪問屬性。m_bCloseOnDelete用來指示是否在關閉文件時刪除CFile對象；m_strFileName用來保存文件名。

CFile的成員函數

CFile的成員函數實現了對Win32文件操作函數的封裝，完成以下動作：打開、創建、關閉文件，文件指針定位，文件的鎖定與解鎖，文件狀態的讀取和修改，等等。

其中，用到了m_hFile文件句柄的一般是虛擬函數，和此無關的一般是靜態成員函數。一般地，成員函數被映射到對應的Win32函數，如表11-1所示。

 

表11-1 CFile函數對Win32文件函數的封裝

虛擬	靜態	成員函數	對應的Win32函數
文件的創建、打開、關閉
√		Abort	CloseHandle
√		Duplicate	DuplicateHandle
√		Open	CreateFile
√		Close	CloseHandle
文件的讀寫
√		Read	ReadFile
		ReadHuge（向后兼容）	調用Read成員函數
√		Write	WriteFile
		WriteHuage(向后兼容)	調用Write成員函數
√		Flush	FlushFileBuffers
文件定位
√		Seek	SetFilePointer
		SeekToBegin	調用Seek成員函數
		SeekToEnd	調用Seek成員函數
√		GetLength	調用Seek成員函數
√		SetLength	SetEndOfFile
文件的鎖定/解鎖
√		LockRange	LockFile
√		UnlockRange	UnlockFile
文件狀態操作函數
√		GetPosition	SetFilePointer
		GetStatus(CFileStatus&)	GetFileTime,GetFileSize等
	√	GetStatus(LPSTR lpszFileName CFileStatus&)	FindFirstFile
√		GetFileName	不是簡單地映射到某個函數
√		GetFileTitle
√		GetFilePath
√		SetFilePath
	√	SetStatus
改名和刪除
	√	Rename	MoveFile
	√	Remove	DeleteFile

 

2.3 CFile的部分實現

這里主要討論CFile對象的構造函數和文件的打開/創建的過程。

構造函數

CFile有如下幾個構造函數：

• CFile()

缺省構造函數，僅僅構造一個CFile對象，還必須使用Open成員函數來打開文件。

• CFile(int hFile)

已經打開了一個文件hFile，在此基礎上構造一個CFile對象來給它打包。HFile將被賦值給CFile的成員變量m_hFile

• CFile(LPCTSTR lpszFileName, UINT nOpenFlags)

指定一個文件名和文件打開方式，構造CFile對象，調用Open打開/創建文件，把文件句柄保存到m_hFile。

打開/創建文件

Open的原型如下：

BOOL CFile::Open(LPCTSTR lpszFileName, UINT nOpenFlags, CFileException* pException)

Open調用Win32函數::CreateFile打開文件，並把文件句柄保存到成員變量m_hFile中。

CreateFile函數的原型如下：

HANDLE CreateFile(
LPCTSTR lpFileName,// pointer to name of the file
DWORD dwDesiredAccess,// access (read-write) mode
DWORD dwShareMode,// share mode
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes, //pointer to security descriptor
DWORD dwCreationDistribution,// how to create
DWORD dwFlagsAndAttributes,// file attributes
HANDLE hTemplateFile// handle to file with attributes to copy
);

 

顯然，Open必須把自己的兩個參數lpszFileName和nOpenFlags映射到CreateFile的七個參數上。

從OpenFlags的定義可以看出，

• （nOpenFlags & 3)表示了讀寫標識，映射成變量dwAccess，可以取值為Win32的GENERIC_READ、GENERIC_WRITE、GENERIC_READ|GENERIC_WRITE。
• （nOpenFlags & 0x70)表示了共享模式，映射成變量dwShareMode，可以取值為Win32的FILE_SHARE_READ、FILE_SHARE_WRITE、FILE_SHARE_WRITE|FILE_SHARE_READ。

Open定義了一個局部的SECURITY_ATTRIBUTES變量sa，(nOpenFlags & 0x80)被賦值給sa.bInheritHandle。

• (nOpenFlags & modeCreate)表示了創建方式，映射成變量dwCreateFlag，可以取值為Win32的OPEN_ALWAYS、CREATE_ALWAYS、OPEN_EXISTING。

在生成了上述參數之后，先調用::CreateFile：

HANDLE hFile =::CreateFile(lpszFileName,

dwAccess, dwShareMode, &sa,

dwCreateFlag, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);

然后，hFile被賦值給成員變量m_hFile，m_bCloseOnDelete被設置為TRUE。

由上可以看出，CFile打開(創建)一個文件時大大簡化了:: CreateFile函數的復雜性，即只需要指定一個文件名、一個打開文件的參數即可。若該參數指定為0，則表示以只讀方式打開一個存在的文件，獨占使用，不允許子進程繼承。

在CFile對象使用時，如果它是在堆中分配的，則應該銷毀它；如果在棧中分配的，則CFile對象將被自動銷毀。銷毀時析構函數被調用，析構函數是虛擬函數。若m_bCloseOnDelete為真且m_hFile非空，則析構函數調用Close關閉文件。

至於其他CFile成員函數的實現，這里不作分析了。

 

2.4 CFile的派生類

這里主要簡要地介紹CStdioFile和CmemFile及CFileFind。

1. CStdioFile

   CStdioFile對文本文件進行操作。

   CStdioFile 定義了新的成員變量m_pStream，類型是FILE*。在打開或者創建文件時，使用_open_osfhandle從m_hFile(Win32文件 句柄)得到一個“C”的FILE類型的文件指針，然后，在文件操作中，使用“C”的文件操作函數。例如，讀文件使用_fread，而不是:: ReadFile，寫文件使用了_fwrite，而不是::WriteFile，等等。m_hFile是CFile的成員變量。

   另外，CStdioFile不支持CFile的Dumplicate、LockRange、UnlockRange操作，但是實現了兩個新的操作ReadString和WriteString。

2. CMemFile

   CMemFile把一塊內存當作一個文件來操作，所以，它沒有打開文件的操作，而是設計了Attach和Detach用來分配或者釋放一塊內存。相應地，它提供了Alloc、Free虛擬函數來操作內存文件，它覆蓋了Read、Write來讀寫內存文件。

3. CFileFind

為了方便文件查找，MFC把有關功能歸結成為一個類CFileFind。CFileFind派生於CObject 類。首先，它使用FindFile和FineNextFile包裝了Win32函數::FindFirstFile和::FindNextFile；其次，它提供了許多函數用來獲取文件的狀態或者屬性。

使用CFileStatus結構來描述文件的屬性，其定義如下：

struct CFileStatus
{

CTime m_ctime; // 文件創建時間
CTime m_mtime; // 文件最近一次修改時間
CTime m_atime; // 文件最近一次訪問時間
LONG m_size; // 文件大小
BYTE m_attribute; // 文件屬性
BYTE _m_padding; // 沒有實際含義，用來增加一個字節
TCHAR m_szFullName[_MAX_PATH]; //絕對路徑
#ifdef _DEBUG
//實現Dump虛擬函數，輸出文件屬性
void Dump(CDumpContext& dc) const;
#endif
};

 

例如：

CFileStatus status;
pFile->GetStatus(status);
#ifdef _DEBUG
status.dump(afxDump);
#endif