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文件读写操作（C++）_c++文件的读取和写入

作者：IT小白 | 2024-07-19 16:48:42

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c++文件的读取和写入

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前言

一、文件打开方式

二、写文件

1.文本文件写入

2.二进制写入

三、读文件

1.文本文件读出

2.二进制读出 

四、其他操作

1.文件位置控制

2.错误处理

3.文件流格式化

前言

       当我们谈论C++的文件读写操作时，我们实际上是在讨论如何与计算机的存储系统进行交互，以便读取、写入、修改和保存数据。文件读写是编程中不可或缺的一部分，它使得我们能够持久化地保存数据，以便在程序运行之间或多次运行之间保持数据的一致性。

       在C++中，文件读写操作通常通过标准库中的文件流对象来实现，如ifstream（用于输入文件）和ofstream（用于输出文件）。这些对象提供了丰富的成员函数，使得我们可以以多种方式读取和写入文件，如按字符、按行或按块。

       文件读写操作不仅涉及基本的读取和写入功能，还包括对文件位置的控制（如移动文件指针）、错误处理（如检查文件是否成功打开）以及文件流的格式化（如设置输出宽度、填充字符等）。

       掌握C++的文件读写操作对于开发者来说至关重要，它能够帮助我们有效地管理数据，实现数据的持久化存储，并在需要时从文件中恢复数据。无论是创建日志文件、读取配置文件，还是处理大量数据，文件读写都是一项关键技能。

       在接下来的讨论中，我们将深入探讨C++文件读写的各个方面，包括如何打开和关闭文件、如何读取和写入数据，以及如何处理可能出现的错误和异常情况。通过学习和实践这些技能，你将能够更加熟练地处理文件，并在你的C++程序中实现高效的数据管理。

一、文件打开方式

   在C++的文件操作中，文件的指定打开方式有多种，它们通常包含在头文件#include <fstream>中。主要的打开方式有以下几种：

  1. ios::in：打开一个可读取的文件。如果文件不存在，打开操作将失败。
  2. ios::out：打开一个可写入的文件。如果文件不存在，会创建一个新文件；如果文件已存在，那么文件内容会被清空。
  3. ios::app：以追加模式打开文件。写入的所有数据将被追加到文件末尾，而不是覆盖原有内容。如果文件不存在，会创建一个新文件。
  4. ios::ate：打开文件后立即将文件定位在文件尾。这通常与ios::in或ios::in | ios::out结合使用，用于读取文件的剩余部分或在文件末尾追加内容。
  5. ios::trunc：如果文件已存在，打开文件时会清空已存在的文件内容。这通常与ios::out结合使用。
  6. ios::binary：以二进制模式打开文件，而不是文本模式。这通常用于处理非文本文件，如图像或音频文件。

       这些打开方式可以单独使用，也可以组合使用。例如，ios::in | ios::binary表示以二进制模式打开文件以进行读取操作。但请注意，并非所有的打开方式组合都是有意义的。例如，ios::in和ios::trunc的组合是没有意义的，因为准备读取文件流时，trunc模式会清空文件流。

       在使用这些打开方式时，通常会通过文件流对象的open成员函数来指定。例如：

  1. std::ifstream ofs;  
  2. ofs.open("test.txt", std::ios::in | std::ios::binary);

       这段代码将尝试以二进制模式打开一个名为"example.txt"的文件以进行读取操作。如果文件打开成功，后续就可以通过infile对象来读取文件内容了。

       如果打开失败，可以通过调用is_open()，检查它的返回值来确定是否成功打开了文件。 如果返回 true，则表示文件已成功打开；如果返回 false，则表示打开失败，你应该处理这个错误情况。

二、写文件

1.文本文件写入

  1. #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
  2. using namespace std;
  3. #include<fstream>
  4.  
  5. #include<iostream>
  6. #include<string.h>
  7.  
  8. //文本文件 写文件
  9. void test01()
  10. {
  11. 	//1、包含头文件fstream
  12.     //2、创建流对象
  13. 	ofstream ofs;
  14. 	//3、指定打开方式
  15. 	ofs.open("test.txt", ios::out);
  16.     //在当前vs文件目录下创建以test命名的文件
  17. 	//4、写内容
  18. 	ofs << "姓名：张三" << endl;
  19. 	ofs << "性别：男" << endl;
  20. 	ofs << "年龄：18" << endl;
  21. 	//5、关闭文件
  22. 	ofs.close();
  23. }
  24.  
  25. int main()
  26. {
  27. 	test01();
  28. 	return 0;
  29. }

2.二进制写入

       ios::binary：指定以二进制模式打开文件，而不是默认的文本模式。在文本模式下，某些平台（如Windows）会对换行符进行特殊处理（例如，将 "\n" 转换为 "\r\n"）。在二进制模式下，文件会按字节原样读写，不进行任何此类转换。

  1. class Person
  2. {
  3. public:
  4. 	char m_Name[64];//姓名
  5. 	int m_Age;//年龄
  6. 	char m_Sex[6];//性别
  7. };
  8. void test01()
  9. {
  10. 	//1、包含头文件
  11. 	//2、创建流对象
  12. 	ofstream ofs("person.txt", ios::out | ios::binary);//两种模式的结合
  13. 	//3、打开文件
  14. 	/*ofs.open("person.txt", ios::out | ios::binary)*/
  15.     //4、写文件
  16. 	Person p = { "张三",18 ,"男"};
  17. 	ofs.write((const char*)&p, sizeof(Person));
  18. 	//5、关闭文件
  19. 	ofs.close();
  20. }
  21.  
  22. int main()
  23. {
  24. 	test01();
  25.  
  26. 	return 0;
  27. }

三、读文件

1.文本文件读出

       本案例中将给四种文件读出的方法,并附带详细解释，助你轻松理解掌握文件读出。

  1. //文本文件 读文件
  2. void test()
  3. {
  4. 	//1、包含头文件
  5. 	//2、创建流对象
  6. 	ifstream ifs;
  7. 	//3、打开文件 并且判断打开是否成功
  8. 	ifs.open("test.txt", ios::in);
  9. 	if (!ifs.is_open())
  10. 	{
  11. 		cout << "文件打开失败" << endl;
  12. 		return;
  13. 	}
  14. 	//4、读数据
  15. 	//第一种
  16.     //这行代码定义了一个字符数组buf，大小为1024字节，并将所有元素初始化为0。
  17.     //这个数组用作缓冲区，用于存储从文件读取的数据。
  18. 	char buf[1024] = { 0 };
  19.     /*这里使用了一个while循环，条件是ifs >> buf。ifs >> buf尝试从输入文件流ifs中读取数据到 
  20.       缓冲区buf。当读取成功时，该表达式返回true，循环继续执行；当读取失败或到达文件末尾时， 
  21.       返回false，循环终止。
  22.       在默认情况下，ifstream对象使用空白字符（如空格、制表符、换行符等）作为分隔符来分隔输入 
  23.       数据。因此，ifs >> buf将读取一个由空白字符分隔的字符串（直到达到缓冲区的大小限制或遇到 
  24.       文件结束）到buf中。*/
  25. 	while (ifs >> buf)
  26. 	{
  27.         //在循环的每次迭代中，这行代码将缓冲区buf中的内容输出到标准输出，并在其后添加一个换 
  28.         //行符。这样，每次从文件中读取一个字符串时，它都会被打印到控制台上，每个字符串后面跟 
  29.         //着一个换行符。
  30. 		cout << buf << endl;
  31. 	}
  32.  
  33. 	//第二种
  34.     /*
  35.     这里定义了一个字符数组buf，用于存储从文件中读取的每一行数据。数组的大小为1024字节，并且 
  36.     所有元素都被初始化为0。初始化所有元素为0确保了如果读取的行数据不足1024字节，那么剩余的缓 
  37.     冲区部分将包含空字符（即字符串的结束符）。
  38.     */
  39. 	char buf[1024] = { 0 };
  40.     /*
  41.     getline函数尝试从ifs输入流中读取一行数据，并将其存储在buf缓冲区中。它接受两个参数：一个 
  42.     字符数组（用于存储读取到的数据）和一个整数（指定缓冲区的大小）。这里，sizeof(buf)返回缓 
  43.     冲区buf的大小（以字节为单位），确保不会超出缓冲区的边界。
  45.     当getline成功读取一行时，它返回true，循环继续执行。如果到达文件末尾或发生其他读取错误， 
  46.     getline返回false，循环终止。
  48.     与ifs >> buf不同，getline读取整行数据，包括行尾的换行符（如果有的话）。换行符也会被存储 
  49.     在buf中，直到缓冲区满或读取到文件末尾。如果缓冲区在行结束之前就已经满了，getline将只读取 
  50.     到缓冲区大小允许的部分，并设置流的状态以指示发生了截断。
  51.     */
  52. 	while (ifs.getline(buf, sizeof(buf)))
  53. 	{
  54.     /*
  55.     在循环的每次迭代中，这行代码将缓冲区buf中的内容（即文件中的一行）输出到标准输出，并在其后 
  56.     添加一个换行符。这样，文件中的每一行都会被打印到控制台上，每行后面跟着一个换行符。
  58.     需要注意的是，由于getline将换行符也存储在buf中，所以输出的每一行末尾也会包含原始文件中的 
  59.     换行符（如果文件中有的话）。如果你不希望输出中包含换行符，你可以通过其他方式（如使用字符 
  60.     串操作函数）来移除它。
  61.     */
  62. 		cout << buf << endl;
  63. 	}
  64.  
  65. 	//第三种
  66.     /*
  67.     这里定义了一个std::string类型的变量buf，用于存储从文件中读取的每一行数据。使用 
  68.     std::string而不是字符数组（char[]）的好处是，std::string会自动管理内存，并且在需要时可 
  69.     以动态地增长或缩小其大小。
  70.     */
  71. 	string buf;
  72.     /*
  73.     getline是一个从<string>库中提供的函数，它用于从输入流中读取一行数据，并将其存储在一个 
  74.     std::string对象中。这里，getline从ifs输入流（可能是一个ifstream对象）中读取一行，并将 
  75.     其存储在buf字符串中。
  77.     当getline成功读取一行时，它返回true，循环继续执行。如果到达文件末尾或发生其他读取错误， 
  78.     getline返回false，循环终止。
  79.     */
  80. 	while (getline(ifs,buf))
  81. 	{
  82.     /*
  83.     使用std::string代替字符数组使得代码更加简洁和易读，同时也减少了出错的可能性，因为不需要 
  84.     手动管理字符数组的内存和大小。
  85.     */
  86. 		cout << buf << endl;
  87. 	}
  88.  
  89. 	//4、第四种
  90. 	char c;
  91.     /*
  92.     get函数从ifs输入流中读取下一个字符，并将其赋值给c。如果读取成功，get返回读取到的字符；如 
  93.     果到达文件末尾或发生读取错误，get返回EOF（End Of File，文件结束标志）。
  95.     这个while循环会持续执行，直到get返回EOF为止。在每次循环迭代中，它都会检查(c = 
  96.     ifs.get())的结果是否不等于EOF。如果不等于EOF，则执行循环体；否则，退出循环。
  97.     */
  98. 	while ((c = ifs.get())!=EOF)//EOF  end of file
  99. 	{
  100. 		cout << c;//会自动读取回车符
  101. 	}
  102. 	cout << endl;//这行代码会在所有字符都被输出到控制台后执行，
  103.                  //添加一个换行符，使得输出更加整洁。
  104.     //总结起来，这段代码以字符为单位读取文件内容，并将每个字符原样输出到控制台上，包括空格、 
  105.     //制表符和换行符等。在输出完整个文件后，它还会添加一个换行符。
  106. 	//5、关闭文件
  107. 	ifs.close();
  108. }
  109.  
  110. int main()
  111. {
  112. 	test();
  113. 	return 0;
  114. }

2.二进制读出 

  1. class Person
  2. {
  3. public:
  4. 	char m_Name[64];
  5. 	int m_Age;
  6. 	char m_Sex[6];
  7. };
  8.  
  9. void test01()
  10. {
  11. 	//1、包含头文件
  12.  
  13. 	//2、创建流对象
  14. 	ifstream ifs;
  15.  
  16. 	//3、打开文件，检查对象是否打卡成功
  17. 	ifs.open("person.txt", ios::in | ios::binary);
  18.  
  19. 	if (!ifs.is_open())
  20. 	{
  21. 		cout << "w文件打开失败" << endl;
  22. 		return;
  23. 	}
  24.  
  25. 	//4、读文件
  26. 	Person p;
  27.  
  28. 	ifs.read((char*)&p, sizeof(Person));
  29. 	
  30. 	cout << "姓名: " << p.m_Name << " 年龄: " << p.m_Age << " 性别: " << p.m_Sex << endl;
  31.  
  32. 		//5、关闭文件
  33. 		ifs.close();
  34. }
  35.  
  36. int main()
  37. {
  38. 	test01();
  39. 	return 0;
  40. }

四、其他操作

1.文件位置控制

       文件位置控制通常涉及到移动文件指针，以便在文件的特定位置进行读写操作。这可以通过seekg（用于输入文件流）和seekp（用于输出文件流）成员函数来实现。

  1. #include <iostream>  
  2. #include <fstream>  
  3. #include <string>  
  4.   
  5. int main() {  
  6.     std::ofstream outfile("position_control.txt");  
  7.     if (!outfile.is_open()) {  
  8.         std::cerr << "无法打开文件" << std::endl;  
  9.         return 1;  
  10.     }  
  11.   
  12.     outfile << "Hello" << std::endl;  
  13.     outfile << "World" << std::endl;  
  14.   
  15.     // 将文件指针移动到文件开头  
  16.     outfile.seekp(0, std::ios::beg);  
  17.     outfile << "C++";  
  18.   
  19.     outfile.close();  
  20.   
  21.     std::ifstream infile("position_control.txt");  
  22.     if (!infile.is_open()) {  
  23.         std::cerr << "无法打开文件" << std::endl;  
  24.         return 1;  
  25.     }  
  26.   
  27.     // 读取整个文件内容  
  28.     std::string content((std::istreambuf_iterator<char>(infile)),  
  29.                          std::istreambuf_iterator<char>());  
  30.     std::cout << content << std::endl; // 输出可能是 "C++orld"  
  31.   
  32.     infile.close();  
  33.     return 0;  
  34. }

2.错误处理

       错误处理在文件操作中非常重要。你可以使用fail(), bad(), 和 eof() 成员函数来检查流的状态，或者使用is_open()来检查文件是否成功打开

  1. #include <iostream>  
  2. #include <fstream>  
  3. #include <string>  
  4.   
  5. int main() {  
  6.     std::ofstream outfile("nonexistent_directory/file.txt");  
  7.     if (!outfile.is_open()) {  
  8.         std::cerr << "无法打开文件" << std::endl;  
  9.         return 1;  
  10.     }  
  11.   
  12.     // 尝试写入数据  
  13.     outfile << "This is a test." << std::endl;  
  14.   
  15.     // 检查写入是否成功  
  16.     if (outfile.fail()) {  
  17.         std::cerr << "写入文件时发生错误" << std::endl;  
  18.         outfile.clear(); // 清除错误标志  
  19.     }  
  20.   
  21.     outfile.close();  
  22.   
  23.     return 0;  
  24. }

3.文件流格式化

       文件流格式化涉及到设置输出宽度、填充字符、精度等。这可以通过使用std::setw, std::setfill, std::setprecision等操纵器来实现

  1. #include <iostream>  
  2. #include <fstream>  
  3. #include <iomanip> // 包含操纵器  
  4.   
  5. int main() {  
  6.     std::ofstream outfile("formatted_output.txt");  
  7.     if (!outfile.is_open()) {  
  8.         std::cerr << "无法打开文件" << std::endl;  
  9.         return 1;  
  10.     }  
  11.   
  12.     // 设置输出宽度为10，不足部分用0填充  
  13.     outfile << std::setw(10) << std::setfill('0') << 123 << std::endl;  
  14.   
  15.     // 设置浮点数的精度为3位小数  
  16.     double pi = 3.14159265358979323846;  
  17.     outfile << std::fixed << std::setprecision(3) << pi << std::endl;  
  18.   
  19.     outfile.close();  
  20.   
  21.     return 0;  
  22. }

在上面的代码中，

std::setw用于设置输出宽度，

std::setfill用于设置填充字符，

std::fixed用于设置浮点数输出为定点表示法，

std::setprecision用于设置浮点数输出的小数位数。

这些操纵器与文件流对象结合使用，可以方便地控制输出格式。

       请注意，文件流格式化通常更多地用于控制输出到控制台的格式，但同样适用于文件输出流。当输出到文件时，格式化指令会被存储在文件中，并按字面意思输出。如果您希望在打开文件时以特定格式读取数据，那么您需要在写入文件时遵循相同的格式规则，并在读取时相应地解析数据。

 文件操作的有关知识暂时分享到这里，如果需要了解C++更多的知识请关注我后续的文章。

 看到这里，不妨点个攒，关注一下吧！

最后，谢谢你的观看！

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