C++通過ofstream和ifstream實現(xiàn)文件讀寫
一、簡介
C++文件流是用于進(jìn)行文件讀寫操作的工具，它提供了一種能夠簡單、高效地與外部文件進(jìn)行交互的方式。C++中文件流主要通過ofstream和ifstream來實現(xiàn)對文件的寫入和讀取。
- ofstream（output file stream）用于寫入文件，可以創(chuàng)建、打開并寫入文件內(nèi)容。
- ifstream（input file stream）用于讀取文件內(nèi)容，可以打開并讀取文件中的數(shù)據(jù)。
文件流操作可以是文本模式的，也可以是二進(jìn)制模式的，允許以不同的方式對文件進(jìn)行讀取和寫入。
C++文件流提供了許多用于處理文件的功能和方法，包括打開文件、讀寫文件內(nèi)容、關(guān)閉文件等。為了保證文件流的正確使用，需要對文件操作過程中可能出現(xiàn)的錯誤進(jìn)行處理。
二、開始使用ofstream進(jìn)行文件寫入
創(chuàng)建一個ofstream對象來打開和寫入文件：
包含必要的頭文件：
#include <fstream>
創(chuàng)建ofstream對象：
std::ofstream outputFile;
打開文件并寫入內(nèi)容：
outputFile.open("example.txt"); // 打開名為example.txt的文件進(jìn)行寫入
if (outputFile.is_open()) {
outputFile << "Hello, World!" << std::endl; // 將字符串寫入文件
outputFile << "This is a sample text." << std::endl;
} else {
std::cout << "Failed to open the file." << std::endl; // 如果文件打開失敗，輸出錯誤信息
}
outputFile.close(); // 關(guān)閉文件流
在文件成功打開后，可以使用流插入運(yùn)算符（<<）來向文件中寫入內(nèi)容。最后，記得使用close()函數(shù)關(guān)閉文件流，釋放資源并確保文件操作的完成。這樣就完成了創(chuàng)建ofstream對象并進(jìn)行文件寫入的操作。
下面是ofstream類的主要成員函數(shù)：
| 成員函數(shù) | 描述 | 參數(shù) |
|---|---|---|
| open() | 打開文件 | const char* filename, ios_base::openmode mode |
| close() | 關(guān)閉文件 | 無 |
| is_open() | 檢查文件是否已經(jīng)成功打開 | 無 |
| good() | 檢查文件流是否處于一個有效狀態(tài) | 無 |
| bad() | 檢查文件流是否處于一個錯誤狀態(tài) | 無 |
| operator<< | 將數(shù)據(jù)寫入到文件流中 | int, char, string等不同類型的數(shù)據(jù) |
| tellp() | 返回當(dāng)前文件指針的位置（寫入位置） | 無 |
| seekp() | 設(shè)置寫入位置 | streamoff off, ios_base::seekdir way |
| flush() | 刷新輸出緩沖區(qū) | 無 |
| rdbuf() | 獲取緩沖區(qū)指針 | 無 |
其中，ios_base::openmode是一個枚舉類型，用于指定文件打開模式，包括out（寫入）、app（追加）、trunc（截斷并寫入）、ate（打開文件后立即定位到文件末尾）。
除了上述成員函數(shù)外，ofstream還可以使用繼承自ostream的其他成員函數(shù)，包括setf、unsetf、width 等用于設(shè)置標(biāo)志和格式控制。
ofstream 類是用于將數(shù)據(jù)寫入文件的輸出流類。它繼承自ostream類，因此具有ostream類的所有成員函數(shù)，同時也具有一些自己特有的成員函數(shù)。
open()：打開文件，參數(shù)包括文件名和打開模式。
ofstream outputFile;
outputFile.open("example.txt");
close()：關(guān)閉打開的文件。
outputFile.close();
is_open()：檢查文件是否成功打開。
if (outputFile.is_open()) {
// 文件已經(jīng)成功打開
} else {
// 文件打開失敗
}
good()：檢查文件流是否處于一個有效狀態(tài)。
if (outputFile.good()) {
// 文件流處于有效狀態(tài)
} else {
// 文件流不處于有效狀態(tài)
}
bad()：檢查文件流是否處于一個錯誤狀態(tài)。
if (outputFile.bad()) {
// 文件流處于錯誤狀態(tài)
} else {
// 文件流未處于錯誤狀態(tài)
}
三、使用ifstream進(jìn)行文件讀取
創(chuàng)建一個ifstream對象來打開和讀取文件：
- 包含必要的頭文件：
#include <fstream>
- 創(chuàng)建ifstream對象：
std::ifstream inputFile;
- 打開文件并讀取內(nèi)容：
inputFile.open("example.txt"); // 打開名為example.txt的文件進(jìn)行讀取
if (inputFile.is_open()) {
std::string line;
while (std::getline(inputFile, line)) {
std::cout << line << std::endl; // 輸出文件中的每一行內(nèi)容
}
} else {
std::cout << "Failed to open the file." << std::endl; // 如果文件無法打開，輸出錯誤信息
}
inputFile.close(); // 關(guān)閉文件流
通過循環(huán)使用getline()函數(shù)逐行讀取文件內(nèi)容，并輸出到控制臺上。最后，別忘了使用close()函數(shù)關(guān)閉文件流，以確保讀取完成。
下面是ifstream類的主要成員函數(shù)以及它們的描述和參數(shù)：
| 成員函數(shù) | 描述 | 參數(shù) |
|---|---|---|
| open() | 打開文件 | const char* filename, ios_base::openmode mode |
| close() | 關(guān)閉文件 | 無 |
| is_open() | 檢查文件是否已經(jīng)成功打開 | 無 |
| good() | 檢查文件流是否處于一個有效狀態(tài) | 無 |
| bad() | 檢查文件流是否處于一個錯誤狀態(tài) | 無 |
| operator>> | 從文件流中讀取數(shù)據(jù) | int, char, string等不同類型的數(shù)據(jù) |
| tellg() | 返回當(dāng)前文件指針的位置（讀取位置） | 無 |
| seekg() | 設(shè)置讀取位置 | streamoff off, ios_base::seekdir way |
| peek() | 查看下一個字符，但不提取它 | 無 |
| ignore() | 忽略一定數(shù)量的字符 | streamsize n = 1, int_type delim = Traits::eof() |
其中，ios_base::openmode 是一個枚舉類型，用于指定文件打開模式，包括 in（讀?。?、binary（二進(jìn)制模式）等。
四、文件的打開模式
| 模式 | 描述 |
|---|---|
| in | 以輸入方式打開文件，允許讀取文件內(nèi)容。 |
| out | 以輸出方式打開文件，允許寫入文件內(nèi)容。如果文件不存在，則創(chuàng)建新文件；如果文件已存在，則將其長度截為0。 |
| app | 在文件末尾附加內(nèi)容，允許寫入文件；如果文件不存在，則創(chuàng)建新文件。 |
| ate | 打開文件后立即定位到文件末尾。 |
| trunc | 如果文件已存在，則將截斷文件長度為0（清空文件）。 |
| binary | 以二進(jìn)制方式打開文件，而非文本模式。文件內(nèi)容將以二進(jìn)制格式進(jìn)行讀取和寫入，而不是以文本格式。 |
通過組合不同的打開模式選項，可以實現(xiàn)對文件的不同方式打開，包括讀取、寫入、追加和二進(jìn)制模式的操作。
不同場景下選擇打開模式的方法：
讀取文件：
- 如果只需要讀取文件的內(nèi)容，應(yīng)該選擇“in”模式，以輸入方式打開文件。
- 如果希望以二進(jìn)制方式讀取文件內(nèi)容，可以選擇“
in | binary”模式。
寫入文件：
- 如果希望創(chuàng)建新文件并寫入內(nèi)容，應(yīng)該選擇“out”模式，以輸出方式打開文件。
- 如果文件已存在，且希望覆蓋原有內(nèi)容，可以選擇“out”模式。
- 如果希望在文件末尾追加內(nèi)容，可以選擇“app”模式。
二進(jìn)制文件操作：
- 如果需要以二進(jìn)制方式對文件進(jìn)行讀寫，應(yīng)該選擇“binary”模式。
- 當(dāng)進(jìn)行二進(jìn)制文件操作時，可以考慮使用“
in | binary”或“out | binary”模式，具體取決于是讀取還是寫入操作。
確保文件安全性：
- 如果需要在寫入文件內(nèi)容之前清空文件內(nèi)容，可以選擇“out | trunc”模式，以確保在寫入之前文件已被清空。
- 在追加內(nèi)容之前，可以選擇“app”模式，以確保在文件末尾追加內(nèi)容。
五、錯誤處理
5.1、處理文件打開和讀寫過程中可能發(fā)生的錯誤
通過檢查文件流的狀態(tài)以及使用異常處理來處理文件打開和讀寫過程中可能發(fā)生的錯誤。
檢查流的狀態(tài)：在打開文件或進(jìn)行讀寫操作之后，使用流的成員函數(shù)來檢查文件流的狀態(tài)。常用的函數(shù)包括good()、bad()、fail()和eof()等。通過檢查這些狀態(tài)來確定文件操作是否成功，并根據(jù)需要采取相應(yīng)的操作。
使用異常處理：C++的異常處理機(jī)制可以用于捕獲和處理文件操作中的錯誤。通過在文件操作代碼塊中使用try-catch語句，可以捕獲可能發(fā)生的異常，例如文件打開失敗、讀寫錯誤等，并進(jìn)行相應(yīng)的處理或報告錯誤信息。
示例：
#include <iostream>
#include <fstream>
int main() {
std::ofstream outputFile("example.txt");
try {
if (!outputFile) {
throw "File opening failed.";
}
outputFile << "Hello, World!";
if (outputFile.fail()) {
throw "Writing to file failed.";
}
outputFile.close();
} catch (const char* errorMessage) {
std::cerr << "Error: " << errorMessage << std::endl;
}
return 0;
}
通過檢查文件流的狀態(tài)和使用異常處理，可以有效地處理文件打開和讀寫過程中可能發(fā)生的錯誤，從而確保文件操作的穩(wěn)定性和安全性。
5.2、使用流的狀態(tài)來檢測和處理錯誤
C++的流類提供了幾個成員函數(shù)來獲取流的狀態(tài)，并且可以通過這些狀態(tài)來檢測和處理錯誤。這些狀態(tài)標(biāo)志通常以成員函數(shù)的返回值形式表示。
用于檢測和處理流狀態(tài)的成員函數(shù)：
good()：檢查流是否處于有效狀態(tài)，即未發(fā)生任何錯誤。返回true表示流處于有效狀態(tài)。
bad()：檢查流是否處于錯誤狀態(tài)。返回true表示流處于錯誤狀態(tài)。
fail()：檢查流是否處于失敗狀態(tài)，可能是由于輸入/輸出操作失敗，但并非致命錯誤。返回true表示流處于失敗狀態(tài)。
eof()：檢查是否已經(jīng)達(dá)到文件的末尾（end-of-file）。返回true表示已經(jīng)達(dá)到文件末尾。
這些狀態(tài)標(biāo)志可以幫助我們確定文件讀寫過程中出現(xiàn)的具體錯誤，并做出相應(yīng)的處理。例如，在讀取文件時，可以檢查eof()狀態(tài)來確定是否已經(jīng)讀到文件末尾；在寫入文件時，可以檢查fail()狀態(tài)來確定是否寫入失敗等。
示例：
#include <iostream>
#include <fstream>
int main() {
std::ifstream inputFile("example.txt");
if (!inputFile.good()) {
std::cerr << "Error: Failed to open the file." << std::endl;
return 1;
}
std::string data;
while (inputFile >> data) {
if (inputFile.fail()) {
std::cerr << "Error: Failed to read from the file." << std::endl;
break;
}
std::cout << data << " ";
}
inputFile.close();
if (inputFile.bad()) {
std::cerr << "Error: An unrecoverable error occurred while reading the file." << std::endl;
return 1;
}
return 0;
}
六、二進(jìn)制文件操作
使用二進(jìn)制模式來讀寫文件在C++中是很常見的。二進(jìn)制模式適用于處理非文本文件，如圖像、音頻、視頻等內(nèi)容。在二進(jìn)制模式下，文件的內(nèi)容以其原始的字節(jié)形式進(jìn)行讀寫，而不會對內(nèi)容進(jìn)行解釋或轉(zhuǎn)換。
- 以二進(jìn)制模式打開文件：使用 ofstream 或 ifstream 對象，并在 open() 函數(shù)中指定 binary 模式。
std::ofstream outputFile("example.bin", std::ios::out | std::ios::binary);
std::ifstream inputFile("example.bin", std::ios::in | std::ios::binary);
- 寫入數(shù)據(jù)到二進(jìn)制文件：使用 write() 函數(shù)向文件中寫入二進(jìn)制數(shù)據(jù)。write() 函數(shù)的參數(shù)包括一個指向要寫入的數(shù)據(jù)的指針和數(shù)據(jù)的長度。
int data[] = {1, 2, 3, 4, 5};
outputFile.write(reinterpret_cast<char*>(&data), sizeof(data));
- 從二進(jìn)制文件中讀取數(shù)據(jù)：使用 read() 函數(shù)從文件中讀取二進(jìn)制數(shù)據(jù)。read() 函數(shù)的參數(shù)包括一個指向要讀取數(shù)據(jù)的指針和數(shù)據(jù)的長度。
int data[5]; inputFile.read(reinterpret_cast<char*>(&data), sizeof(data));
- 關(guān)閉文件流：使用 close() 函數(shù)關(guān)閉文件流，確保數(shù)據(jù)寫入或讀取完成。
outputFile.close(); inputFile.close();
注意：使用二進(jìn)制模式讀寫文件需要對數(shù)據(jù)的存儲和大小有一個清晰的認(rèn)識，確保正確地讀取和寫入數(shù)據(jù)。同時，在處理二進(jìn)制數(shù)據(jù)時，需要注意避免出現(xiàn)類型轉(zhuǎn)換錯誤，確保對二進(jìn)制數(shù)據(jù)的處理是正確的。
示例：
#include <iostream>
#include <fstream>
struct Data {
int id;
double value;
};
int main() {
// 寫入二進(jìn)制數(shù)據(jù)
std::ofstream outputFile("example.bin", std::ios::out | std::ios::binary);
if(outputFile.is_open()) {
Data data1 = {1, 3.14};
Data data2 = {2, 6.28};
// 將數(shù)據(jù)寫入二進(jìn)制文件
outputFile.write(reinterpret_cast<char*>(&data1), sizeof(data1));
outputFile.write(reinterpret_cast<char*>(&data2), sizeof(data2));
outputFile.close();
} else {
std::cerr << "Failed to open the file for writing." << std::endl;
return 1;
}
// 讀取二進(jìn)制數(shù)據(jù)
std::ifstream inputFile("example.bin", std::ios::in | std::ios::binary);
if(inputFile.is_open()) {
Data data1, data2;
// 從文件中讀取二進(jìn)制數(shù)據(jù)
inputFile.read(reinterpret_cast<char*>(&data1), sizeof(data1));
inputFile.read(reinterpret_cast<char*>(&data2), sizeof(data2));
// 輸出讀取的數(shù)據(jù)
std::cout << "Data 1: " << data1.id << " " << data1.value << std::endl;
std::cout << "Data 2: " << data2.id << " " << data2.value << std::endl;
inputFile.close();
} else {
std::cerr << "Failed to open the file for reading." << std::endl;
return 1;
}
return 0;
}
七、綜合示例
使用ofstream和ifstream來進(jìn)行文件讀寫，包括文本文件和二進(jìn)制文件的操作。
#include <iostream>
#include <fstream>
// 結(jié)構(gòu)體用于存儲二進(jìn)制文件數(shù)據(jù)
struct Data {
int id;
double value;
};
int main() {
// 寫入文本文件
std::ofstream textOutputFile("textfile.txt");
if(textOutputFile.is_open()) {
textOutputFile << "This is a text file." << std::endl;
textOutputFile << "It is used to demonstrate text file writing." << std::endl;
textOutputFile.close();
} else {
std::cerr << "Failed to open the text file for writing." << std::endl;
return 1;
}
// 讀取文本文件
std::ifstream textInputFile("textfile.txt");
if(textInputFile.is_open()) {
std::string line;
while (std::getline(textInputFile, line)) {
std::cout << line << std::endl;
}
textInputFile.close();
} else {
std::cerr << "Failed to open the text file for reading." << std::endl;
return 1;
}
// 寫入二進(jìn)制文件
std::ofstream binaryOutputFile("binaryfile.bin", std::ios::out | std::ios::binary);
if(binaryOutputFile.is_open()) {
Data data1 = {1, 3.14};
Data data2 = {2, 6.28};
binaryOutputFile.write(reinterpret_cast<char*>(&data1), sizeof(data1));
binaryOutputFile.write(reinterpret_cast<char*>(&data2), sizeof(data2));
binaryOutputFile.close();
} else {
std::cerr << "Failed to open the binary file for writing." << std::endl;
return 1;
}
// 讀取二進(jìn)制文件
std::ifstream binaryInputFile("binaryfile.bin", std::ios::in | std::ios::binary);
if(binaryInputFile.is_open()) {
Data data1, data2;
binaryInputFile.read(reinterpret_cast<char*>(&data1), sizeof(data1));
binaryInputFile.read(reinterpret_cast<char*>(&data2), sizeof(data2));
std::cout << "Data 1: " << data1.id << " " << data1.value << std::endl;
std::cout << "Data 2: " << data2.id << " " << data2.value << std::endl;
binaryInputFile.close();
} else {
std::cerr << "Failed to open the binary file for reading." << std::endl;
return 1;
}
return 0;
}
八、總結(jié)
介紹了 C++ 文件流作為進(jìn)行文件讀寫操作的工具，以及 ofstream 和 ifstream 類的基本作用和用法。
ofstream 的成員函數(shù)：覆蓋了 ofstream 類的一些常用成員函數(shù)，包括 open()、close()、is_open()、good()、bad()、operator<< 等。這些函數(shù)是實現(xiàn)文件寫入操作時的關(guān)鍵。
使用流插入運(yùn)算符（<<）將數(shù)據(jù)寫入文件。
文件的打開模式，包括讀取、寫入、追加和二進(jìn)制模式，以及如何在不同情況下選擇合適的打開模式的方法。
處理文件打開和讀寫操作中可能發(fā)生的錯誤，包括使用流的狀態(tài)來檢測錯誤以及使用異常處理。
使用二進(jìn)制模式讀寫文件：介紹了如何使用二進(jìn)制模式來進(jìn)行文件讀寫操作，包括如何以二進(jìn)制模式打開文件、寫入數(shù)據(jù)到二進(jìn)制文件、從二進(jìn)制文件中讀取數(shù)據(jù)等。
以上就是C++通過ofstream和ifstream實現(xiàn)文件讀寫的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于C++ ofstream ifstream文件讀寫的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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