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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：
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。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。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。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。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。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：
std::ifstream ofs; 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
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1using namespace std;#include<fstream>#include<iostream>#include<string.h>//文本文件 写文件void test01(){//1、包含头文件fstream //2、创建流对象ofstream ofs;//3、指定打开方式ofs.open("test.txt", ios::out); //在当前vs文件目录下创建以test命名的文件//4、写内容ofs << "姓名：张三" << endl;ofs << "性别：男" << endl;ofs << "年龄：18" << endl;//5、关闭文件ofs.close();}int main(){test01();return 0;}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。
class Person{public:char m_Name[64];//姓名int m_Age;//年龄char m_Sex[6];//性别};void test01(){//1、包含头文件//2、创建流对象ofstream ofs("person.txt", ios::out | ios::binary);//两种模式的结合//3、打开文件/*ofs.open("person.txt", ios::out | ios::binary)*/ //4、写文件Person p = { "张三",18 ,"男"};ofs.write((const char*)&p, sizeof(Person));//5、关闭文件ofs.close();}int main(){test01();return 0;}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。
//文本文件 读文件void test(){//1、包含头文件//2、创建流对象ifstream ifs;//3、打开文件 并且判断打开是否成功ifs.open("test.txt", ios::in);if (!ifs.is_open()){cout << "文件打开失败" << endl;return;}//4、读数据//第一种 //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。 //这个数组用作缓冲区，用于存储从文件读取的数据。char buf[1024] = { 0 }; /*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 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， 返回false，循环终止。 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 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 文件结束）到buf中。*/while (ifs >> buf){ //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 //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 //着一个换行符。cout << buf << endl;}//第二种 /* 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 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 冲区部分将包含空字符（即字符串的结束符）。 */char buf[1024] = { 0 }; /* 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 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 冲区buf的大小（以字节为单位），确保不会超出缓冲区的边界。 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， getline返回false，循环终止。 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 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 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。 */while (ifs.getline(buf, sizeof(buf))){ /* 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 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。 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 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 串操作函数）来移除它。 */cout << buf << endl;}//第三种 /* 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 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 以动态地增长或缩小其大小。 */string buf; /* 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 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 其存储在buf字符串中。 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， getline返回false，循环终止。 */while (getline(ifs,buf)){ /* 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 手动管理字符数组的内存和大小。 */cout << buf << endl;}//4、第四种char c; /* 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 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）。 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 = 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。 */while ((c = ifs.get())!=EOF)//EOF end of file{cout << c;//会自动读取回车符}cout << endl;//这行代码会在所有字符都被输出到控制台后执行， //添加一个换行符，使得输出更加整洁。 //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、 //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。//5、关闭文件ifs.close();}int main(){test();return 0;}2.二进制读出
class Person{public:char m_Name[64];int m_Age;char m_Sex[6];};void test01(){//1、包含头文件//2、创建流对象ifstream ifs;//3、打开文件，检查对象是否打卡成功ifs.open("person.txt", ios::in | ios::binary);if (!ifs.is_open()){cout << "w文件打开失败" << endl;return;}//4、读文件Person p;ifs.read((char*)&p, sizeof(Person));cout << "姓名: " << p.m_Name << " 年龄: " << p.m_Age << " 性别: " << p.m_Sex << endl;//5、关闭文件ifs.close();}int main(){test01();return 0;}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。
#include <iostream> #include <fstream> #include <string> int main() { std::ofstream outfile("position_control.txt"); if (!outfile.is_open()) { std::cerr << "无法打开文件" << std::endl; return 1; } outfile << "Hello" << std::endl; outfile << "World" << std::endl; // 将文件指针移动到文件开头 outfile.seekp(0, std::ios::beg); outfile << "C++"; outfile.close(); std::ifstream infile("position_control.txt"); if (!infile.is_open()) { std::cerr << "无法打开文件" << std::endl; return 1; } // 读取整个文件内容 std::string content((std::istreambuf_iterator<char>(infile)), std::istreambuf_iterator<char>()); std::cout << content << std::endl; // 输出可能是 "C++orld" infile.close(); return 0; }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
#include <iostream> #include <fstream> #include <string> int main() { std::ofstream outfile("nonexistent_directory/file.txt"); if (!outfile.is_open()) { std::cerr << "无法打开文件" << std::endl; return 1; } // 尝试写入数据 outfile << "This is a test." << std::endl; // 检查写入是否成功 if (outfile.fail()) { std::cerr << "写入文件时发生错误" << std::endl; outfile.clear(); // 清除错误标志 } outfile.close(); return 0; }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
#include <iostream> #include <fstream> #include <iomanip> // 包含操纵器 int main() { std::ofstream outfile("formatted_output.txt"); if (!outfile.is_open()) { std::cerr << "无法打开文件" << std::endl; return 1; } // 设置输出宽度为10，不足部分用0填充 outfile << std::setw(10) << std::setfill('0') << 123 << std::endl; // 设置浮点数的精度为3位小数 double pi = 3.14159265358979323846; outfile << std::fixed << std::setprecision(3) << pi << std::endl; outfile.close(); return 0; }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。
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最后，谢谢你的观看！