C++文件操作基础 读写文本、二进制文件 输入输出流 文件位置指针以及随机存取 文件缓冲区以及流状态

一、写入文本文件

文本文件一般以行的形式组织数据。
包含头文件：#include <fstream>
类：ofstream（output file stream）
ofstream 打开文件的模式（方式）：类内open()成员函数参数2.参数1是文件存储/创建路径

例如：fout.open(filename,ios::app);
对于 ofstream，不管用哪种模式打开文件，如果文件不存在，都会创建文件。
ios::out 缺省值：会截断文件内容。
ios::trunc 截断文件内容。（truncate）
ios::app 不截断文件内容，只在文件未尾追加文件。（append）

主要关注路径与文件名书写方法，推荐使用原始字面量和绝对路径，还有打开写入关闭等操作。

具体演示和步骤如下：

#include <iostream>
#include <fstream> // ofstream 类需要包含的头文件。
using namespace std;
int main()
{
// 文件名一般用全路径，书写的方法如下：
// 1）"D:\data\txt\test.txt" // 错误。
// 2）R"(D:\data\txt\test.txt)" // 原始字面量，C++11 标准。
// 3）"D:\\data\\txt\\test.txt" // 转义字符。
// 4）"D:/tata/txt/test.txt" // 把斜线反着写。
// 5）"/data/txt/test.txt" // Linux 系统采用的方法。
string filename = R"(D:\data\txt\test.txt)";
//char filename[] = R"(D:\data\txt\test.txt)";
// 创建文件输出流对象，打开文件，如果文件不存在，则创建它。
// ios::out 缺省值：会截断文件内容。
// ios::trunc 截断文件内容。（truncate）
// ios::app 不截断文件内容，只在文件未尾追加文件。（append）
//ofstream fout(filename);
//ofstream fout(filename, ios::out);
//ofstream fout(filename, ios::trunc);
//ofstream fout(filename, ios::app);
ofstream fout;
fout.open(filename,ios::app);
// 判断打开文件是否成功。
// 失败的原因主要有：1）目录不存在；2）磁盘空间已满；3）没有权限，Linux 平台下很常见。
if (fout.is_open() == false)
{
cout << "打开文件" << filename << "失败。\n"; return 0;
}
// 向文件中写入数据。
fout << "test1\n";
fout << "test2\n";
fout << "test3\n";
fout.close(); // 关闭文件，fout 对象失效前会自动调用 close()。
cout << "操作文件完成。\n";
}

二、读取文本文件

包含头文件：#include <fstream>
类：ifstream
ifstream 打开文件的模式（方式）：
对于 ifstream，如果文件不存在，则打开文件失败。
ios::in 缺省值。

重点在于读取方法，具体演示如下：

#include <iostream>
#include <fstream> // ifstream 类需要包含的头文件。
#include <string> // getline()函数需要包含的头文件。
using namespace std;
int main()
{
// 文件名一般用全路径，书写的方法如下：
// 1）"D:\data\txt\test.txt" // 错误。
// 2）R"(D:\data\txt\test.txt)" // 原始字面量，C++11 标准。
// 3）"D:\\data\\txt\\test.txt" // 转义字符。
// 4）"D:/tata/txt/test.txt" // 把斜线反着写。
// 5）"/data/txt/test.txt" // Linux 系统采用的方法。
string filename = R"(D:\data\txt\test.txt)";
//char filename[] = R"(D:\data\txt\test.txt)";
// 创建文件输入流对象，打开文件，如果文件不存在，则打开文件失败。。
// ios::in 缺省值。
//ifstream fin(filename);
//ifstream fin(filename, ios::in);
ifstream fin;
fin.open(filename,ios::in);
// 判断打开文件是否成功。
// 失败的原因主要有：1）目录不存在；2）文件不存在；3）没有权限，Linux 平台下很常见。
if (fin.is_open() == false)
{
cout << "打开文件" << filename << "失败。\n"; return 0;
}第一种方法。
//string buffer; // 用于存放从文件中读取的内容。文本文件一般以行的方式组织数据。
//while (getline(fin, buffer))
//{
// cout << buffer << endl;
//}第二种方法。
//char buffer[16]; // 存放从文件中读取的内容。注意：如果采用 ifstream.getline()，一定要保证缓冲区足够大。
//while (fin.getline(buffer, 15))
//{
// cout << buffer << endl;
//}
// 第三种方法。
string buffer;
while (fin >> buffer)
{
cout << buffer << endl;
}
fin.close(); // 关闭文件，fin 对象失效前会自动调用 close()。
cout << "操作文件完成。\n";
}

三、读写二进制文件

包含头文件：#include <fstream>
类：ofstream（output file stream）
ofstream 打开文件的模式（方式）：
对于 ofstream，不管用哪种模式打开文件，如果文件不存在，都会创建文件。
ios::out 缺省值：会截断文件内容。
ios::trunc 截断文件内容。（truncate）
ios::app 不截断文件内容，只在文件未尾追加文件。（append）
ios::binary 以二进制方式打开文件。
操作文本文件和二进制文件的一些细节：
1）在 windows 平台下，文本文件的换行标志是"\r\n"。
2）在 linux 平台下，文本文件的换行标志是"\n"。
3）在 windows 平台下，如果以文本方式打开文件，写入数据的时候，系统会将"\n"转换成
"\r\n"；读取数据的时候，系统会将"\r\n"转换成"\n"。 如果以二进制方式打开文件，写和读都不会进行转换。
4）在 Linux 平台下，以文本或二进制方式打开文件，系统不会做任何转换。
5）以文本方式读取文件的时候，遇到换行符停止，读入的内容中没有换行符；以二制方式读取文件的时候，遇到换行符不会停止，读入的内容中会包含换行符（换行符被视为数据）。

6）在实际开发中，从兼容和语义考虑，一般：a）以文本模式打开文本文件，用行的方法操作它；
b）以二进制模式打开二进制文件，用数据块的方法操作它；c）以二进制模式打开文本文件和二进制文件，用数据块的方法操作它，这种情况表示不关心数据的内容。（例如复制文件和传输文件）d）不要以文本模式打开二进制文件，也不要用行的方法操作二进制文件，可能会破坏二进制数据文件的格式，也没有必要。（因为二进制文件中的某字节的取值可能是换行符，但它的意义并不是换行，可能是整数n 个字节中的某个字节）

fstream 打开文件的模式（方式）：
对于 ifstream，如果文件不存在，则打开文件失败。

演示：（不熟悉网络通讯也可以尝试看看这个用语发送文件的简单成员函数，不用管有些没见过的函数，主要认识二进制数据块读出和写入。）需要注意write()和read()成员函数。

bool recvfile(const string &filename,const size_t filesize){
ofstream fout(filename,ios::binary);
if(fout.is_open()==false){cout<<"打开文件失败"<<endl;return false;}int onread=0;//每次调用fin.read()打算读取的字节数
int totalbytes=0;//从文件中已读取的总字节数
char buffer[4096];//每次存放读取数据的字节数while(true){//计算本次应接收数据的字节数
if(filesize-totalbytes>4096)onread=4096;
else onread=filesize-totalbytes;if(recv(buffer,onread)==false)return false;//接收文件数据fout.write(buffer,onread);//将接收的文件写入
totalbytes+=onread;//更新已接收文件字节数if(filesize==totalbytes)break;
}
return true;
}

 //向服务端发送文件内容
bool sendfile(const string& filename,const size_t filesize){
//以二进制的方法打开文件
ifstream fin(filename,ios::binary);
if(fin.is_open()==false){cout<<"打开文件："<<filename<<"失败\n"<<endl;return false;}int onread=0; //每次调用fin.read()打算读取的字节数
int totalbytes=0;//从文件中已读取的总字节数
char buffer[4096];//每次存放读取数据的字节数while(true){
if(filesize-totalbytes>4096)onread=4096;//如果剩余数据字节数大于4096，则这次循环打算读取的数据字节数为4096
else onread=filesize-totalbytes;//否则就读取剩余数据的字节数fin.read(buffer,onread);//读取数据并存入bufferif(send(buffer,onread)==false)//向服务端发送数据return false;
totalbytes+=onread;//更新已读数据量
if(totalbytes==filesize)break;//如果全部数据读取完break
}
return true;
}

三、随机存取

1.fstream 类

fstream 类既可以读文本/二进制文件，也可以写文本/二进制文件。
fstream 类的缺省模式是 ios::in | ios::out，如果文件不存在，则创建文件；但是，不会清空文件原
有的内容。
普遍的做法是：
1）如果只想写入数据，用 ofstream；如果只想读取数据，用 ifstream；如果想写和读数据，用 fst
ream，这种情况不多见。不同的类体现不同的语义。
2）在 Linux 平台下，文件的写和读有严格的权限控制。（需要的权限越少越好）

2.文件的位置指针

对文件进行读/写操作时，文件的位置指针指向当前文件读/写的位置。不论读还是写所使用的类以及相关函数，文件位置指针有且只有一个，所有操作都在使用这一个指针，没有读指针和写指针这种说法。

1）获取文件位置指针

ofstream 类的成员函数是 tellp()；ifstream 类的成员函数是 tellg()；fstream 类两个都有，效果相
同。
std::streampos tellp();
std::streampos tellg();

2）移动文件位置指针
ofstream 类的函数是 seekp()；ifstream 类的函数是 seekg()；fstream 类两个都有，效果相同。
方法一：
std::istream & seekg(std::streampos _Pos);
fin.seekg(128); // 把文件指针移到第 128 字节。
fin.seekp(128); // 把文件指针移到第 128 字节。
fin.seekg(ios::beg) // 把文件指针移动文件的开始。
fin.seekp(ios::end) // 把文件指针移动文件的结尾。
方法二：
std::istream & seekg(std::streamoff _Off,std::ios::seekdir _Way);
在 ios 中定义的枚举类型：
enum seek_dir {beg, cur, end}; // beg-文件的起始位置；cur-文件的当前位置；end-文件的结尾位置。
fin.seekg(30, ios::beg); // 从文件开始的位置往后移 30 字节。
fin.seekg(-5, ios::cur); // 从当前位置往前移 5 字节。
fin.seekg( 8, ios::cur); // 从当前位置往后移 8 字节。
fin.seekg(-10, ios::end); // 从文件结尾的位置往前移 10 字节。

2）随机存取

是指直接移动文件的位置指针，在指定位置读取/写入数据。现在再来看：

ios::out 1）会截断文件；2）可以用 seekp()移动文件指针。
ios:trunc 1）会截断文件；2）可以用 seekp()移动文件指针。
ios::app 1）不会截断文件；2）文件指针始终在文件未尾，不能用 seekp()移动文件指针。
ios::ate 打开文件时文件指针指向文件末尾，但是，可以在文件中的任何地方写数据。
ios::in 打开文件进行读操作，即读取文件中的数据。
ios::binary 打开文件为二进制文件，否则为文本文件。
注：ate 是 at end 的缩写，trunc 是 truncate（截断）的缩写，app 是 append（追加）的缩写。

四、缓冲区及流状态

1.文件缓冲区

文件缓冲区（缓存）是系统预留的内存空间，用于存放输入或输出的数据。
根据输出和输入流，分为输出缓冲区和输入缓冲区。
注意，在 C++中，每打开一个文件，系统就会为它分配缓冲区。不同的流，缓冲区是独立的。
一般来说不用关心输入缓冲区，只关心输出缓冲区就行了。
在缺省模式下，输出缓冲区中的数据满了才把数据写入磁盘，但是，这种模式不一定能满足业务的
需求。
输出缓冲区的操作：
1）flush()成员函数
刷新缓冲区，把缓冲区中的内容写入磁盘文件。
2）endl  换行，然后刷新缓冲区。
3）unitbuf
fout << unitbuf;
设置 fout 输出流，在每次操作之后自动刷新缓冲区。
4）nounitbuf
fout << nounitbuf;
设置 fout 输出流，让 fout 回到缺省的缓冲方式。

2.流状态

流状态有三个：eofbit、badbit 和 failbit，取值：1-设置；或 0-清除。
当三个流状成都为 0 时，表示一切顺利，good()成员函数返回 true。
1）eofbit
当输入流操作到达文件未尾时，将设置 eofbit。
eof()成员函数检查流是否设置了 eofbit。
2）badbit
无法诊断的失败破坏流时，将设置 badbit。（例如：对输入流进行写入；磁盘没有剩余空间）。
bad()成员函数检查流是否设置了 badbit。
3）failbit
当输入流操作未能读取预期的字符时，将设置 failbit（非致命错误，可挽回，一般是软件错误，例
如：想读取一个整数，但内容是一个字符串；文件到了未尾）I/O 失败也可能设置 failbit。
fail()成员函数检查流是否设置了 failbit。

4）clear()成员函数清理流状态。
5）setstate()成员函数重置流状态。

五、End.