二十五、文件IO

1.文件流类和文件流对象

输入输出是以系统指定的标准设备（输入设备为键盘，输出设备为显示器）为对象的。在实际应用中，常以磁盘文件作为对象。即从磁盘文件读取数据，将数据输出到磁盘文件。和文件有关系的输入输出类主要在fstream.h这个头文件中被定义，在这个头文件中主要被定义了三个类，由这三个类控制对文件的各种输入输出操作，他们分别是ifstream、ofstream、fstream，其中fstream类是由iostream类派生而来，他们之间的继承关系见下图所示。

1.png

由于文件设备并不像显示器屏幕与键盘那样是标准默认设备，所以它在fstream.h头文件中是没有像cout那样预先定义的全局对象，所以我们必须自己定义一个该类的对象。

ifstream类，它是从istream类派生的，用来支持从磁盘文件的输入。
ofstream类，它是从ostream类派生的，用来支持向磁盘文件的输出。
fstream类，它是从iostream类派生的，用来支持对磁盘文件的输入输出。

#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;

void test_write_to_file()
{
    //需要创建一个文件的输出流 cout ostream --- fout ofstream
    char *file_name = "c:/test/hahaha.txt";
   
    ofstream fout(file_name,ios::out);//如果不写这个打开文件的控制符，默认是ios::out

    if (!fout)
    {
        cout<<"打开文件失败"<<endl;
    }
    
    fout<<"hello...111"<<endl;
    fout<<"hello...222"<<endl;
    fout<<"hello...333"<<endl;

    fout.close();
}

void test_read_from_file()
{
     char *file_name = "c:/test/hahaha.txt";

     ifstream fin(file_name,ios::in);//默认是ios::in

     if (!fin)
     {
        cout<<"打开文件失败"<<endl;
     }

     char ch;
     while(fin.get(ch) != EOF){
        cout<<ch;
     }

     fin.close();
}


class Teacher
{
public:
    Teacher(){

    }
    Teacher(int id,char *name){
        this->id = id;
        strcpy(this->name,name);
    }
    printT(){
        cout<<"id = "<<id<<endl;
        cout<<"name = "<<name<<endl;
    }
private:
    int id;
    char name[32];
}

void test_write_binary_to_file()
{
    char *file_name = "c:/test/bin_teacher.dat";
    Teacher t1(1,"zhang3");
    Teacher t2(2,"li4");

    ofstream fout(file_name,ios::binary);

    if (!fout)
    {
        cout<<"打开文件失败"<<endl;
    }

    fout.write((char*)&t1,sizeof(Teacher));
    fout.write((char*)&t2,sizeof(Teacher));

    fout.close();
}

void test_read_binary_from_file()
{
    char *file_name = "c:/test/bin_teacher.dat";
   
    ifstream fin(file_name,ios::binary);
    if(!fin){
        cout<<"打开文件失败"<<endl;
        return ;
    }
   
   Teacher temp;
   Teacher temp2;
   fin.read((char*)&temp,sizeof(Teacher));//第一个参数是读到谁那里
                                          //第二个参数是读多长
   //其实是把对象给到一个char*指针里面，让他操作。
   //为什么是char*?因为他里面的方法肯定是------步进1
   temp.printT();

   fin.read((char*)&temp2,sizeof(Teacher));

   temp2.printT();
}


int main(void) 
{
   test_write_to_file();

   return 0;
}

2.文件的打开与关闭

打开文件

所谓打开(open)文件是一种形象的说法，如同打开房门就可以进入房间活动一样。打开文件是指在文件读写之前做必要的准备工作，包括：

为文件流对象和指定的磁盘文件建立关联，以便使文件流流向指定的磁盘文件。
指定文件的工作方式，如，该文件是作为输入文件还是输出文件，是ASCII文件还是二进制文件等。

以上工作可以通过两种不同的方法实现。

调用文件流的成员函数open。如

ofstream outfile; //定义ofstream类(输出文件流类)对象outfile
outfile.open("f1.dat",ios::out); //使文件流与f1.dat文件建立关联
//构造函数可以直接实现！！！！

第2行是调用输出文件流的成员函数open打开磁盘文件f1.dat，并指定它为输出文件，文件流对象ouFile将向磁盘文件f1.dat输出数据。ios::out是I/O模式的一种，表示以输出方式打开一个文件。或者简单地说，此时f1.dat是一个输出文件，接收从内存输出的数据。

调用成员函数open的一般形式为：
文件流对象.open(磁盘文件名, 输入输出方式);
磁盘文件名可以包括路径，如"c:\new\f1.dat"，如缺省路径，则默认为当前目录下的文件。

在定义文件流对象时指定参数

在声明文件流类时定义了带参数的构造函数，其中包含了打开磁盘文件的功能。因此，可以在定义文件流对象时指定参数，调用文件流类的构造函数来实现打开文件的功能。如

ostream outfile("f1.dat",ios::out);

一般多用此形式，比较方便。作用与open函数相同。输入输出方式是在ios类中定义的，它们是枚举常量，有多种选择，见表

2.png

几点说明：

新版本的I/O类库中不提供ios::nocreate和ios::noreplace。
每一个打开的文件都有一个文件指针，该指针的初始位置由I/O方式指定，每次读写都从文件指针的当前位置开始。每读入一个字节，指针就后移一个字节。当文件指针移到最后，就会遇到文件结束EOF（文件结束符也占一个字节，其值为-1)，此时流对象的成员函数eof的值为非0值(一般设为1)，表示文件结束了。
可以用“位或”运算符“|”对输入输出方式进行组合，如表2中最后3行所示那样。还可以举出下面一些例子：

ios::in  | ios:: noreplace //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
ios::out | ios::noreplace //打开一个新文件作为输出文件，如果文件已存在则返回打开失败的信息
ios::in  | ios::out I ios::binary //打开一个二进制文件，可读可写

但不能组合互相排斥的方式，如 ios::nocreate | ios::noreplace。

如果打开操作失败，open函数的返回值为0(假)，如果是用调用构造函数的方式打开文件的，则流对象的值为0。可以据此测试打开是否成功。如

if(outfile.open("f1.bat", ios::app) ==0)
cout <<"open error";
或
if( !outfile.open("f1.bat", ios::app) )
cout <<"open error";

关闭文件

在对已打开的磁盘文件的读写操作完成后，应关闭该文件。关闭文件用成员函数close。如

outfile.close();//将输出文件流所关联的磁盘文件关闭

所谓关闭，实际上是解除该磁盘文件与文件流的关联，原来设置的工作方式也失效，这样，就不能再通过文件流对该文件进行输入或输出。此时可以将文件流与其他磁盘文件建立关联，通过文件流对新的文件进行输入或输出。如

ouFile.open("f2.dat",ios::app|ios::nocreate);

此时文件流outfile与f2.dat建立关联，并指定了f2.dat的工作方式。

3.C++对ASCII文件的读写操作

如果文件的每一个字节中均以ASCII代码形式存放数据,即一个字节存放一个字符,这个文件就是ASCII文件(或称字符文件)。程序可以从ASCII文件中读入若干个字符,也可以向它输出一些字符。

用流插入运算符“<<”和流提取运算符“>>”输入输出标准类型的数据。“<<”和“>>”都巳在iostream中被重载为能用于ostream和istream类对象的标准类型的输入输出。由于ifstream和ofstream分别是ostream和istream类的派生类；因此它们从ostream和istream类继承了公用的重载函数，所以在对磁盘文件的操作中，可以通过文件流对象和流插入运算符“<<”及流提取运算符“>>”实现对磁盘文件的读写，如同用cin、cout和<<、>>对标准设备进行读写一样。
用文件流的put、get、geiline等成员函数进行字符的输入输出，：用C++流成员函数put输出单个字符、C++ get()函数读入一个字符和C++getline()函数读入一行字符。

C++对二进制文件的读写操作

#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
int main(void)
{
    char *file_name = "c:/test/bin_teacher.dat";
    Teacher t1(1,"zhang3");
    Teacher t2(2,"li4");

    ofstream fout(file_name,ios::binary);

    if (!fout)
    {
        cout<<"打开文件失败"<<endl;
    }

    fout.write((char*)&t1,sizeof(Teacher));
    fout.write((char*)&t2,sizeof(Teacher));

    fout.close();

    return 0;
}

#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
class Teacher
{
public:
    Teacher(){

    }
    Teacher(int id,char *name){
        this->id = id;
        strcpy(this->name,name);
    }
    printT(){
        cout<<"id = "<<id<<endl;
        cout<<"name = "<<name<<endl;
    }
private:
    int id;
    char name[32];
}

int main()
{
 char *file_name = "c:/test/bin_teacher.dat";
   
    ifstream fin(file_name,ios::binary);
    if(!fin){
        cout<<"打开文件失败"<<endl;
        return ;
    }
   
   Teacher temp;
   Teacher temp2;
   fin.read((char*)&temp,sizeof(Teacher));//第一个参数是读到谁那里
                                          //第二个参数是读多长
   //其实是把对象给到一个char*指针里面，让他操作。
   //为什么是char*?因为他里面的方法肯定是------步进1
   temp.printT();

   fin.read((char*)&temp2,sizeof(Teacher));

   temp2.printT();
}