c++ 文件讀寫總結(fstream ifstream ofstream)


在看C++編程思想中,每個練習基本都是使用ofstream,ifstream,fstream,以前粗略知道其用法和含義,在看了幾位大牛的博文后,進行整理和總結:

標准中定義的std::cin就是istream類型。istream是std::basic_istream類模板的一個實例化。

c++中定義的標准輸入輸出流是istream和ostream,他們是iostream類的父類,而cin是istream的對象,cout是ostream的對象。頭文件fstream(對文件操作的流)包含了ifstream和ofstream,頭文件sstream(對字符串操作的流)包含了istringstream和ostringstream,這些類都是繼承自istream和ostream的。它們的關系如下圖:

 

 

 

這里主要是討論fstream的內容:

#include <fstream>
ofstream //文件寫操作 內存寫入存儲設備 
ifstream //文件讀操作,存儲設備讀區到內存中
fstream //讀寫操作,對打開的文件可進行讀寫操作 

1.打開文件

在fstream類中,成員函數open()實現打開文件的操作,從而將數據流和文件進行關聯,通過ofstream,ifstream,fstream對象進行對文件的讀寫操作

函數:open()

void open ( const char * filename,
ios_base::openmode mode = ios_base::in | ios_base::out );

void open(const wchar_t *_Filename,
        ios_base::openmode mode= ios_base::in | ios_base::out,
        int prot = ios_base::_Openprot);

參數: filename   操作文件名

           mode        打開文件的方式

           prot         打開文件的屬性                            //基本很少用到,在查看資料時,發現有兩種方式

打開文件的方式在ios類(所以流式I/O的基類)中定義,有如下幾種方式:

ios::in 為輸入(讀)而打開文件
ios::out    為輸出(寫)而打開文件
ios::ate    初始位置:文件尾
ios::app    所有輸出附加在文件末尾
ios::trunc    如果文件已存在則先刪除該文件
ios::binary    二進制方式

這些方式是能夠進行組合使用的,以“或”運算(“|”)的方式:例如

ofstream out;
out.open("Hello.txt", ios::in|ios::out|ios::binary) //根據自己需要進行適當的選取

打開文件的屬性同樣在ios類中也有定義:

0 普通文件,打開操作
1 只讀文件
2 隱含文件
4 系統文件
對於文件的屬性也可以使用“或”運算和“+”進行組合使用,這里就不做說明了。

很多程序中,可能會碰到ofstream out("Hello.txt"), ifstream in("..."),fstream foi("...")這樣的的使用,並沒有顯式的去調用open()函數就進行文件的操作,直接調用了其默認的打開方式,因為在stream類的構造函數中調用了open()函數,並擁有同樣的構造函數,所以在這里可以直接使用流對象進行文件的操作,默認方式如下:

ofstream out("...", ios::out);
ifstream in("...", ios::in);
fstream foi("...", ios::in|ios::out);

當使用默認方式進行對文件的操作時,你可以使用成員函數is_open()對文件是否打開進行驗證

2.關閉文件

當文件讀寫操作完成之后,我們必須將文件關閉以使文件重新變為可訪問的。成員函數close(),它負責將緩存中的數據排放出來並關閉文件。這個函數一旦被調用,原先的流對象就可以被用來打開其它的文件了,這個文件也就可以重新被其它的進程所訪問了。為防止流對象被銷毀時還聯系着打開的文件,析構函數將會自動調用關閉函數close。

 3.文本文件的讀寫

類ofstream, ifstream 和fstream 是分別從ostream, istream 和iostream 中引申而來的。這就是為什么 fstream 的對象可以使用其父類的成員來訪問數據。

一般來說,我們將使用這些類與同控制台(console)交互同樣的成員函數(cin 和 cout)來進行輸入輸出。如下面的例題所示,我們使用重載的插入操作符<<:

// writing on a text file
#include <fiostream.h>
int main () 
{
    ofstream out("out.txt");
    if (out.is_open()) 
    {
        out << "This is a line.\n";
        out << "This is another line.\n";
        out.close();
        }
        return 0;
    }
}
//結果: 在out.txt中寫入:
This is a line.
This is another line     

從文件中讀入數據也可以用與 cin>>的使用同樣的方法:

// reading a text file
#include <iostream.h>
#include <fstream.h>
#include <stdlib.h>

int main () 
{
    char buffer[256];
    ifstream in("test.txt");
    if (! in.is_open())
    { 
        cout << "Error opening file"; exit (1);
    }
    while (!in.eof())
    {
        in.getline (buffer,100);
        cout << buffer << endl;
    }
    return 0;
}
//結果 在屏幕上輸出
This is a line.
This is another line

上面的例子讀入一個文本文件的內容,然后將它打印到屏幕上。注意我們使用了一個新的成員函數叫做eof ,它是ifstream 從類 ios 中繼承過來的,當到達文件末尾時返回true 。

狀態標志符的驗證(Verification of state flags)
除了eof()以外,還有一些驗證流的狀態的成員函數(所有都返回bool型返回值):

bad()
如果在讀寫過程中出錯,返回 true 。例如:當我們要對一個不是打開為寫狀態的文件進行寫入時,或者我們要寫入的設備沒有剩余空間的時候。

fail()
除了與bad() 同樣的情況下會返回 true 以外,加上格式錯誤時也返回true ,例如當想要讀入一個整數,而獲得了一個字母的時候。

eof()
如果讀文件到達文件末尾,返回true。

good()
這是最通用的:如果調用以上任何一個函數返回true 的話,此函數返回 false 。

要想重置以上成員函數所檢查的狀態標志,你可以使用成員函數clear(),沒有參數。


獲得和設置流指針(get and put stream pointers)
所有輸入/輸出流對象(i/o streams objects)都有至少一個流指針:

ifstream, 類似istream, 有一個被稱為get pointer的指針,指向下一個將被讀取的元素。
ofstream, 類似 ostream, 有一個指針 put pointer ,指向寫入下一個元素的位置。
fstream, 類似 iostream, 同時繼承了get 和 put
我們可以通過使用以下成員函數來讀出或配置這些指向流中讀寫位置的流指針:

tellg() 和 tellp()
這兩個成員函數不用傳入參數,返回pos_type 類型的值(根據ANSI-C++ 標准) ,就是一個整數,代表當前get 流指針的位置 (用tellg) 或 put 流指針的位置(用tellp).

seekg() 和seekp()
這對函數分別用來改變流指針get 和put的位置。兩個函數都被重載為兩種不同的原型:

seekg ( pos_type position );
seekp ( pos_type position );
使用這個原型,流指針被改變為指向從文件開始計算的一個絕對位置。要求傳入的參數類型與函數 tellg 和tellp 的返回值類型相同。

seekg ( off_type offset, seekdir direction );
seekp ( off_type offset, seekdir direction );
使用這個原型可以指定由參數direction決定的一個具體的指針開始計算的一個位移(offset)。它可以是:

ios::beg 從流開始位置計算的位移
ios::cur 從流指針當前位置開始計算的位移
ios::end 從流末尾處開始計算的位移

seekg()是對輸入文件定位,它有兩個參數:第一個參數是偏移量,第二個參數是基地址。
對於第一個參數,可以是正負數值,正的表示向后偏移,負的表示向前偏移。而第二個參數可以是:
ios::beg:表示輸入流的開始位置
ios::cur:表示輸入流的當前位置
ios::end:表示輸入流的結束位置

1.  file1.seekg(1234,ios::cur);//把文件的讀指針從當前位置向后移1234個字節  

2.  file2.seekp(1234,ios::beg);//把文件的寫指針從文件開頭向后移1234個字節 


流指針 get 和 put 的值對文本文件(text file)和二進制文件(binary file)的計算方法都是不同的,因為文本模式的文件中某些特殊字符可能被修改。由於這個原因,建議對以文本文件模式打開的文件總是使用seekg 和 seekp的第一種原型,而且不要對tellg 或 tellp 的返回值進行修改。對二進制文件,你可以任意使用這些函數,應該不會有任何意外的行為產生。

以下例子使用這些函數來獲得一個二進制文件的大小:

// obtaining file size
#include <iostream.h>
#include <fstream.h>
const char * filename = "test.txt";
int main () 
{
long l,m; ifstream in(filename, ios::in|ios::binary); l = in.tellg(); in.seekg (0, ios::end); m = in.tellg(); in.close(); cout << "size of " << filename; cout << " is " << (m-l) << " bytes.\n"; return 0; } //結果: size of example.txt is 40 bytes.

4.二進制文件
在二進制文件中,使用<< 和>>,以及函數(如getline)來操作符輸入和輸出數據,沒有什么實際意義,雖然它們是符合語法的。

文件流包括兩個為順序讀寫數據特殊設計的成員函數:write 和 read。第一個函數 (write) 是ostream 的一個成員函數,都是被ofstream所繼承。而read 是istream 的一個成員函數,被ifstream 所繼承。類 fstream 的對象同時擁有這兩個函數。它們的原型是:

write ( char * buffer, streamsize size );
read ( char * buffer, streamsize size );
這里 buffer 是一塊內存的地址,用來存儲或讀出數據。參數size 是一個整數值,表示要從緩存(buffer)中讀出或寫入的字符數。 

// reading binary file
#include <iostream>
#include <fstream.h>

const char * filename = "test.txt";

int main ()
{
char * buffer; long size; ifstream in (filename, ios::in|ios::binary|ios::ate); size = in.tellg(); in.seekg (0, ios::beg); buffer = new char [size]; in.read (buffer, size);   std::streampos pos = in.gcount();   //函數gcount()被用於輸入流,並返回上一次輸入操作被讀入的字符的數目。如果上一句read讀取成功,pos就是返回size的大小; in.close(); cout << "the complete file is in a buffer"; delete[] buffer; return 0; } //運行結果: The complete file is in a buffer

關於c++文件讀寫 read write gcount的嘗試

發現的問題:

char szTmp[10];
fin.read(szTmp,sizeof szTmp);
fout.write(szTmp,sizeof szTmp);

問題1:如果fin指向文件緩沖區中剩余字符數小於sizeof szTmp,read的行為如何?

問題2:如何讀取剩余的字符?

解決:
問題1:如果fin指向文件緩沖區中剩余字符數小於sizeof szTmp,read的行為如何?

解:fin.read(szTmp,sizeof szTmp)將剩余字符全部放入szTmp的前幾位,並返回0(正常讀取完指定字符數時返回1),同時設置eofbit

 問題2:如何讀取剩余的字符?

解:

char szTmp[10];
fin.read(szTmp,sizeof szTmp)
fout.write(szTmp,fin.gcount());

注:fin.gcount()返回上一次使用read、get、getline、ignore時讀取的字符數

循環讀取一整個文件的改進:

char szTmp[10];
while(fin.read(szTmp,sizeof szTmp))
fout.write(szTmp,sizeof szTmp);
fout.write(szTmp,fin.gcount());

 


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