Day 19 C++ 文件操作

文件

为什么要使用文件

程序运行时产生的数据都属于临时数据，程序一旦运行结束都会被没了
通过文件可以将数据持久化

文件类型

文本文件 - 文件以文本的ASCII码形式存储在计算机中

它们包含了可读的字符数据，可以使用文本编辑器等工具直接打开查看和编辑。文本文件通常用于存储普通文本信息，如代码文件、配置文件、日志文件等。常见的文本文件扩展名有
.txt、.cpp、.h、.html 等。

二进制文件 - 文件以文本的二进制形式存储在计算机中

其中的数据是以二进制编码表示的。与文本文件不同，二进制文件中的数据不一定是可读的字符数据，用户一般不能直接读懂它们。二进制文件用于存储各种非文本类型的数据，如图像、音频、视频、数据库文件等。常见的二进制文件扩展名有
.jpg、.mp3、.avi、.dat 等。

操作类型

C++中对文件操作需要包含头文件 fstream

#include <fstream>

ofstream：写操作

这个类用于写操作，即将数据写入文件。你可以使用该类的对象创建或打开一个文件，并将数据写入文件。例如，你可以使用<<运算符将数据写入文件。

ifstream： 读操作

这个类用于读操作，即从文件中读取数据。你可以使用该类的对象打开一个已存在的文件，并从文件中读取数据。例如，你可以使用>>运算符从文件中读取数据。

fstream ： 读写操作

这个类用于读写操作，既可以读取文件，也可以将数据写入文件。你可以使用该类的对象打开一个文件，然后通过读取和写入操作对文件进行处理。

这些类都是通过包含 头文件来使用的，该头文件提供了与文件输入输出相关的函数和类。

文本文件

写文件

引入头文件 <fstream>

首先，需要包含头文件 <fstream>，以便使用文件操作相关的类和函数。

#include <fstream>

创建一个输出文件流对象 ofstream

给它取一个合适的名字，比如 ofs。

ofstream ofs;

写文件可以利用 ofstream ，或者fstream类

打开文件，并指定文件路径和打开方式，可以使用 open() 成员函数。

ofs.open("文件路径", 打开方式);

文件路径可以指定文件的相对路径或绝对路径。

打开方式

ios::out：打开文件用于写入操作，若文件不存在则创建新文件，若文件已存在则清空原有内容。

ios::app：打开文件用于写入操作，在文件末尾追加写入数据，如果文件不存在，则创建新文件。

ios::ate：打开文件用于写入操作，将写指针定位到文件末尾，保留原有内容。

ios::trunc：打开文件用于写入操作，若文件已存在则清空原有内容，若文件不存在则创建新文件（默认行为）。

注意： 文件打开方式可以配合使用，利用|操作符

例如：用二进制方式写文件 ios::binary | ios:: out**

写入数据

你可以使用 << 运算符将需要写入的数据插入到文件流对象中。

ofs << "写入的数据";

在这里，你可以写入任何你想要写入的数据，比如字符串、数字等。

关闭文件。可以使用流的 close() 成员函数来关闭文件。

ofs.close();

关闭文件是一个很重要的步骤，它会确保所有的数据都被完整地写入到文件中，并释放资源。

示例

#include <iostream>
#include <fstream>int main() {std::ofstream ofs;ofs.open("example.txt", std::ios::out);if (ofs.is_open()) {ofs << "Hello, World!";ofs.close();std::cout << "文件写入成功！" << std::endl;} else {std::cout << "无法打开文件。" << std::endl;}return 0;
}

在上述示例中，我们首先创建了一个 ofstream 对象 ofs，然后调用 open() 函数打开了一个名为 “example.txt” 的文件，打开方式为输出模式。接下来，使用 << 运算符将字符串 “Hello, World!” 插入到 ofs
对象中，相当于将这个字符串写入到文件中。最后，调用 close() 函数关闭文件。

注意

• 文件操作必须包含头文件 fstream
• 写文件可以利用 ofstream ，或者fstream类
• 打开文件时候需要指定操作文件的路径，以及打开方式
• 利用<<可以向文件中写数据
• 操作完毕，要关闭文件

可以使用输出操作符（如<<）将数据写入文件，也可以使用成员函数（如write()）进行更底层的写入操作。在完成文件写入后，建议调用 close() 方法关闭文件流。

需要注意的是，如果文件已经存在并且以 "ios::out" 模式打开文件，那么会清空文件内容并将新的内容写入文件。如果想要在已有文件的末尾追加内容，可以使用 "ios::app" 模式来打开文件。

读文件

引入头文件 <fstream>。

#include <fstream>

创建一个输入文件流对象 ifstream

ifstream ifs;

打开文件，并判断文件是否成功打开。

可以使用 open() 成员函数来打开文件，并通过 is_open() 成员函数检查文件是否成功打开。

ifs.open("文件路径", 打开方式);
if (ifs.is_open()) {// 文件成功打开
} else {// 文件打开失败
}

文件路径和打开方式同写入操作的要求一致

注意，文件必须存在且可读才能成功打开。

读取数据（4种）

• 使用输入流对象 >> 运算符读取数据

• 使用 getline() 函数逐行读取字符串数据

这种方式可以一次读取文件中的一行内容，存储在一个字符串变量中。

• 使用 get() 函数逐个字符地读取数据

这种方式可以逐个字符地读取文件中的数据。

• 使用 read() 函数读取指定数量的字节数据

这种方式可以读取指定数量的字节

关闭文件。可以使用流的 close() 成员函数来关闭文件。

ofs.close();

关闭文件是一个很重要的步骤，它会释放资源并确保文件操作的完整性。

示例

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>int main() {std::ifstream ifs;ifs.open("example.txt", std::ios::in);if (ifs.is_open()) {// 逐行读取字符串数据std::string line;while (std::getline(ifs, line)) {std::cout << line << std::endl;}// 读取整数数据int num;ifs >> num;std::cout << "读取到的整数是：" << num << std::endl;ifs.close();std::cout << "文件读取成功！" << std::endl;} else {std::cout << "无法打开文件。" << std::endl;}return 0;
}

在上述示例中，我们首先创建了一个 ifstream 对象 ifs，然后调用 open() 函数打开了一个名为 “example.txt” 的文件，打开方式为输入模式。接下来，使用 getline() 函数逐行读取文件中的字符串数据，并输出到标准输出流。然后，使用 >>
运算符将文件中的整数读取到变量 num 中，并输出。最后，调用 close() 函数关闭文件。

二进制文件

以二进制的方式对文件进行读写操作

打开方式要指定为 ios::binary

写入文件

使用二进制方式写入文件时，可以使用流对象的成员函数 write() 进行操作。

函数原型

ostream& write(const char* buffer, int len);

函数参数

buffer 是一个指向内存中一段存储空间的字符指针。在写入文件时，将从这段内存空间中读取数据。
len 是要读写的字节数，即从 buffer 中读取的数据长度。
可以通过调用 write() 函数多次连续写入更多数据。
注意，该函数返回流对象的引用，可以方便地进行链式操作。

示例

#include <iostream>
#include <fstream>int main() {std::ofstream ofs;ofs.open("example.bin", std::ios::binary);if (ofs.is_open()) {int num = 42;ofs.write(reinterpret_cast<const char*>(&num), sizeof(num));float pi = 3.14f;ofs.write(reinterpret_cast<const char*>(&pi), sizeof(pi));ofs.close();std::cout << "二进制文件写入成功！" << std::endl;} else {std::cout << "无法打开文件。" << std::endl;}return 0;
}

在上述示例中，我们创建了一个 ofstream 对象 ofs，然后调用 open() 函数打开名为 "example.bin"的文件，并以二进制方式进行操作。接下来，使用 write() 函数以二进制形式连续写入一个整数和一个浮点数到文件中。注意，我们使用reinterpret_cast 进行类型转换，将指向这些数据的指针转换为 const char* 类型，以便与 write() 函数的参数类型匹配。最后，调用 close() 函数关闭文件。

读文件

使用二进制方式读取文件时，可以使用流对象的成员函数 read() 进行操作。

函数原型

istream& read(char* buffer, int len);

函数参数（同写入一致）

buffer 是一个指向内存中一段存储空间的字符指针。读取的数据将被写入到这段内存空间中。
len 是要读取的字节数，即从文件中读取的数据长度。
可以通过调用 read() 函数多次连续读取更多的数据。
注意，该函数返回流对象的引用，可以方便地进行链式操作。

示例

#include <iostream>
#include <fstream>int main() {std::ifstream ifs;ifs.open("example.bin", std::ios::binary);if (ifs.is_open()) {int num;ifs.read(reinterpret_cast<char*>(&num), sizeof(num));std::cout << "读取到的整数是：" << num << std::endl;float pi;ifs.read(reinterpret_cast<char*>(&pi), sizeof(pi));std::cout << "读取到的浮点数是：" << pi << std::endl;ifs.close();std::cout << "二进制文件读取成功！" << std::endl;} else {std::cout << "无法打开文件。" << std::endl;}return 0;
}

在上述示例中，我们创建了一个 ifstream 对象 ifs，然后调用 open() 函数打开名为 “example.bin” 的文件，并以二进制方式进行操作。接下来，使用 read() 函数连续读取一个整数和一个浮点数的数据，并将其存储到相应的变量中。注意，我们使用 reinterpret_cast 进行类型转换，将指向这些数据的指针转换为 char* 类型，以便与 read()函数的参数类型匹配。最后，将读取到的整数和浮点数输出到标准输出流。最后，调用 close() 函数关闭文件。

输入输出

输出（output）

于文件操作，写入被称为输出（output），因为数据是从程序流向文件的。在C++中，文件输出被视为将数据从程序输出到文件。

因此，在C++中，我们使用输出流（output stream）来表示用于向文件写入数据的对象。这些输出流类（如 ofstream 和 fstream）提供了方便的接口和方法，使我们能够轻松地将数据写入文件。

输出流的特点是数据从程序输出到文件，而输入流（input stream）则是数据从文件输入到程序。这种命名方式是为了与输入相对应，以更好地描述数据的流动方向。

总结一下，写入操作使用输出流来表示，是因为数据是从程序输出到文件的过程，而不是从文件输入到程序。

输入（input）

对于文件操作，读取被称为输入（input），因为数据是从文件流向程序的。在C++中，文件读取被视为将数据从文件输入到程序。

因此，在C++中，我们使用输入流（input stream）来表示用于从文件读取数据的对象。这些输入流类（如 ifstream 和 fstream）提供了方便的接口和方法，使我们能够轻松地从文件中读取数据。

输入流的特点是数据从文件输入到程序，而输出流（output stream）则是数据从程序输出到文件。这种命名方式是为了更好地描述数据的流动方向。

总结一下，读取操作使用输入流来表示，因为数据是从文件输入到程序的过程，而不是从程序输出到文件。