c++的文件输入/输出

1文件的概述

根据文件中数据的组织形式分为：
1 文本文件
文本文件又称ASCII文件，它的每一个字节存放一个ASCII代码，代表一个字符
输出文本：接收从内存输出的数据
输出文件，向它写入数据 ofstream fout;
输入文件，向它读取数据 ifstream fin;

2二进制文件
二进制文件则是把内存中的数据，按其在内存中的存储形式原样写到磁盘上存放

问题
假定有一个整数10000，
（1）按文本形式输出到磁盘上，需要占多少个字节？
答案：需要占5个字节
（2）按二进制形式输出到磁盘上有需要占多少个字节？
答案：需要占2个字节
特点
用文本形式输出时，一个字节对应一个字符，因而便于对字符进行逐个处理，也便于输出字符，缺点是占存储空间比较多。
用二进制形式输出数据，可以节省存储空间和转换时间，但一个字节不能对应一个字符，不能直接以字符形式输出。
对于需要暂时保存到外存上，以后有需要输入到内存的中间结果数据，通常以二进制保存。

在c++中进行文件操作的一般步骤如下：
（1）为要进行操作的文件定义一个流对象。
（2）建立或打开文件。如果文件不存在，则建立改文件。如果磁盘上已有该文件，则打开它。
（3）进行文件的读写操作。在建立或打开文件的基础上执行所要求去的输入输出操作。
（4）关闭文件。当完成输入输出操作是，应把一打开的文件关闭。

文件的打开与关闭
1文件的打开
在c++中打开一个文件，就是讲这个文件与一个流对象建立关联。关闭一个文件，就是取消这种关联。
(1)使用成员函数open打开文件
使用成员函数open()打开文件，也就是使某一指定的磁盘文件与某一已定义的文件流对象建立关联。
调用成员函数open的一般形式为：
文件流对象.open(文件名路径，打开方式)；
如果省略路径，则默认为当前目录下的文件
(2)打开文件的另一种方法
例如:
ofstream out(″test.dat″);
相当于:
ofstream out;
out.open(″test.dat″);

(1)实际上,文件使用方式有默认值：
对于类ifstream, 默认值为ios::in
对于类ofstream, 默认值为ios::out
(2)当一个文件需要用两种或多种方式打开时,可以用“位或”操作符(即“｜”)把几种方式组合在一起。
例如:
fstream myst;
myst.open(″test.dat″,ios::in｜ios::out|ios::binary);
其他例子：
ios::in|ios:out //以输入和输出方式打开文件,
//文件可读可写
ios::out|ios:binary //以二进制方式打开一个输出文件
ios::in|ios::binary //以二进制方式打开一个输入文件
ios::in|ios::nocreate //打开一个输入文件,若文件不存在,
//则返回打开失败的信息
ios::app|ios::nocreate //打开一个输出文件，在文件尾接着
//写数据,若文件不存在，则返回打开失败的信息

例 9.11 把字符串“I am a student.”写入磁盘文件test1.dat中。

#include<iostream>
#include<fstream>
using namespace std;
int main()
{//  ofstream fout("test1.dat",ios::out);  ofstream fout;fout.open("test.dat",ios::out);if(!fout){cout<<"cannot open output file.\n";exit(1);}fout<<"I am a student   .";fout.close();return 0;
}

例9.12 把磁盘文件test1.dat中的内容读出并显示在屏幕上。

#include<iostream>
#include<fstream>
using namespace std;
int main()
{ifstream fin("test.dat",ios::in);if(!fin){cout<<"cannot open this file.\n";exit(1);}char str[80];fin.getline(str,80);cout<<str<<endl;fin.close();return 0;}

例9.13把一个整数、一个浮点数和一个字符串写到磁盘文件f1.dat中。

#include<iostream>
#include<fstream>
using namespace std;
//例9.13把一个整数、一个浮点数和一个字符串写到磁盘文件f1.dat中。int main()
{ofstream fout;fout.open("f1.dat",ios::out);if(!fout){cout<<"canot open this file.\n";exit(1);}fout<<10<<","<<123.456<<"This is a text file.\"\n";fout.close();return 0;}

例9.14 先建立一个输出文件，向它写入数据，然后关闭文件，再按输入模式打开它，并读取信息。

#include<iostream>
#include<fstream>
using namespace std;
int main()
{ofstream fout;fout.open("f2.dat",ios::out);if(!fout){cout<<"canot open output file.\n";exit(1);} fout<<100<<","<<hex<<100<<endl;fout<<"\"hello!\"\n";fout.close();ifstream fin("f2.dat",ios::in);if(!fin){cout<<"canot open input file.\n";exit(1);}char str[80];while(fin){fin.getline(str,80);cout<<str<<endl;}fin.close();}

2二进制文件的读写
任何文件都能以文本方式或二进制方式打开
在缺省的情况下，文件用文本方式打开
文本方式和二进制方式主要区别是：
在文本方式下输入时，回车和换行两个字符要转换为字符“\n”，再输入时，字符“\n”转换为回车和换行两个字符。这些转换在二进制方式下是不进行的。
二进制文件进行读写有两种方式：
(1)使用的是函数get()和put();
get函数是输入流类istream中定义的成员函数，它可以从与流对象链接的文件中读出数据，每次读出一个字节（字符）。
put函数是输出流类ostream中的成员函数，它可以与流对象连接的文件中写入数据，每次写入一个字节（字符）。
例9.15 将’a’ 至’z’ 的26个英文字母写入文件,而后从该文件中读出并显示出来。

#include<iostream>
#include<fstream>
using namespace std;
int test_write()
{ofstream fout("f3.dat",ios::binary);if(!fout){cout<<"canot open output file.\n";exit(1);}char ch='a';for(int i=0;i<26;i++){fout.put(ch);ch++; }fout.close();return 0;
}
int test_read()
{ifstream fin("f3.dat",ios::binary);if(!fin){cout<<"canot open file.\n";exit(1);}char ch;while(fin.get(ch)){cout<<ch;}fin.close();return 0;
}
int main()
{test_write();test_read();return 0;}

(2)使用的是函数read()和write();

C++提供了两个函数read和write,用来读写一个数据块,
read函数最常用的调用格式如下:
*inf.read(char buf,int len)
inf是输入文件流对象
第1个参数buf:是一个指针,它指向读入数据所存放的内存空间的起始地址;
第2个参数len:是一个整数值,它是要读入的数据的字节数。
功能:从与输入文件流对象inf相关联的磁盘文件中,读取len个字节(或遇EOF结束),并把它们存放在字符指针buf所指的一段内存空间内。如果在len个字节(字符)被读出之前就达到了文件尾,则read函数停止执行。

write函数最常用的调用格式如下:

outf.write(const char*buf,int len)
outf是输出文件流对象
第1个参数buf:是一个指针,它指向读入数据所存放的内存空间的起始地址;
第2个参数len:是一个整数值,它是要读入的数据的字节数。
功能: 将字符指针buf所给出的地址开始的len个字节的内容不加转换地写到与输出文件流对象outf相关联的磁盘文件中。
注意:第1个参数的数据类型为 char*,如果是其他类型的数据,必须进行类型转换,例如:
int array[]={50,60,70};
read((char*)& array,sizeof (array));
例9.17 将例9.16以二进制形式存放在磁盘文件中的数据(两门课程的课程名和成绩)读入内存,并在显示器上显示。

#include<iostream>
#include<fstream>
using namespace std;
struct list
{char course[15];int score;
};
int main()
{list list1[2]={"Computer",90,"Mathematics",78};ofstream fout("f4.dat",ios::binary);if(!fout){cout<<"canot open output file.\n";exit(1);}for(int i=0;i<2;i++){fout.write((char*)&list1[i],sizeof(list1[i]));}fout.close();return 0;
}

#include<iostream>
#include<fstream>
using namespace std;
struct list
{char course[15];int score;};
int main()
{list list2[2];ifstream fin("f4.dat",ios::binary);if(!fin){cout<<"canot open input file.\n";exit(1);}for(int i=0;i<2;i++){fin.read((char*)&list2[i],sizeof(list2[i]));cout<<list2[i].course<<" "<<list2[i].score<<endl;}fin.close();return 0;
}

这四种函数也可以用于文本问价你的读写。
除字符转换方面略有差别外，文本文件的处理过程与二进制文件的处理过程基本相同。
(3) 检测文件结束
在文件结束的地方有一个标志位,记为EOF(end of file)。使用成员函数eof(),可以检测到这个结束符。该函数的原型是:

函数eof()的用法示例如下:
(1)检测是否到达文件尾, 如果该函数的返回值非零,表示到达文件尾。返回值为零表示未到达文件尾。
ifstream ifs;
…
if (!ifs.eof()) … //尚未到达文件尾
(2) 检测流对象是否为零,为零表示文件结束:
ifstream ifs;
…
if(!ifs) … //尚未到达文件尾
例如在例9.1中使用了以下检测流对象到达末尾的方法:
while(cin.get(ch))
cout.put(ch);
说明：当从键盘上输入字符时,其结束符是ctrl_z,也就是说,按下ctrl_z,eof()函数返回的值为真。
(4)二进制数据文件的随机读写
按一定顺序进行读写的文件称为顺序文件。
顺序文件只能按实际排列的顺序,一个一个地访问文件中的各个元素。
在类istream及类ostream中定义了几个与读或写文件指针相关的成员函数,使我们可以在输入输出流内随机移动文件指针,从而可以对文件的数据进行随机读写。

例9.15 有3门课程的数据,要求:
(1)以读写方式打开一个磁盘文件,并把这些数据存到磁盘文件中;
(2)将文件指针定位到第3门课程,读取第3门课程的数据并显示出来;
(3)将文件指针定位到第1门课程,读取第1门课程的数据并显示出来;
(4)将文件指针从当前位置定位到下一门课程,读取该门课程的数
据并显示出来。

#include<iostream>
#include<fstream>
using namespace std;
struct List
{ char course[15];int score;};
int main()
{ List list3[3]={{"Computer",90},{"Mathematics",78},{"English",84}};List st;fstream ff("f6.dat",ios::out|ios::binary);if(!ff){ cout<<"open f6.dat error!"<<endl;  exit(1);}
for(int i=0;i<3;i++)
{ff.write((char*)&list3[i],sizeof(List));
}ff.close();fstream ff1("f6.dat",ios::in|ios::binary);if(!ff1){cout<<"open f6.dat error!"<<endl;  exit(1);}ff1.seekp(sizeof(List)*2);ff1.read((char*)&st,sizeof(List));cout<<st.course<<"\t"<<st.score<<endl;ff1.seekp(sizeof(List)*0);ff1.read((char*)&st,sizeof(List));cout<<st.course<<"\t"<<st.score<<endl;ff1.seekp(sizeof(List)*1,ios::cur);ff1.read((char*)&st,sizeof(List));cout<<st.course<<"\t"<<st.score<<endl;ff1.close();return 0;
}

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