【C++】文件

文件

• 所谓文件，一般指存储在外部介质上数据的集合。
• 一批数据是以文件的形式存放在外部介质上的
• 操作系统是以文件的形式存放在外部介质上的。

文件分类

• 按存储介质
  • 磁盘文件
  • 光盘文件
  • U盘文件
• 按用途
  • 程序文件
  • 数据文件
• 按文件中数据的组织形式
• ASCII文件：以ASCII表示的文件，.txt,.cpp
• 二进制文件：用二进制形式表示的文件，可以是.o,.exe等程序文件，也可以是特定格式的数据文件

文件流

• 输出文件流是从内存流向外存文件的数据
• 输入文件流是从外存文件流向内存的数据
• 每一个文件流都有一个内存缓存区与之对应
  
• 文件流本身不是文件，是以文件为输入输出对象的流
• 要对磁盘文件输入输出，必须通过文件流来实现
• 文件操作需要流对象，cout，cin是已定义的流对象
• 文件操作也要定义流对象，例：ofstream outfile;
  

文本文件的读写(ASCII文件)的读写

打开文件

• 打开文件是指在文件读写之前做必要的准备工作
  （1）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
  （2）指定文件的工作方式

打开文件的两种不同方法
（1）调用文件流的成员函数open，如

 ofstream outfile;//定义输出文件流类对象
 outfile.open("f1.dat",ios::out);

（2）在定义文件流对象时调用文件流类的构造函数

istream infile("c:\\new\\f1.dat",ios::in);

打开文件的方式

ios::in： 供读，文件不存在时，打开失败（ifstream默认的打开方式）
ios::out：供写，文件不存在则创建，若文件已存在，则清空原内容（ofstream默认的打开方式）
ios::ate：文件打开时，指针在文件最后，可改变指针的位置，常和in，out联合常用
ios::app：供写，文件不存在则创建，若文件已存在，则在原文件内容后添加写入新的内容
ios::trunc：在读写前先将文件长度截断为0（默认）
ios::nocreate：文件不存在时产生错误，常用in或app联合使用
ios::noreplace：文件存在时产生错误，常与out联合使用
ios::binary：二进制格式文件

fstream f("d:\\str\\score.dat",ios::in | ios::out | ios::binary);//以读写方式打开二进制文件

• 打开操作失败，open函数的返回值为0假

if(!outfile.open("fa.dat",ios::app))
{
       cerr<<"open error!";
       exit(1);
}

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，将缓冲区的数据妥善处理，解除了磁盘文件与文件流的关联，不再通过文件流对该文件进行输入或输出

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

将数据写入ASCII文件

• 读入十个数字

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


int main()
{
	int a[10];
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		a[i] = i;
	}
	
	//打开文件
	ofstream ofs("f1.dat", ios::out);
	
	//读入
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		ofs << a[i] << ' ';
	}
	
	//关闭文件
	ofs.close();

	return 0;
}

从ASCII文件读入数据

• 读出十个数字

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


int main()
{
	int a[10];
	

	//打开文件
	ifstream ofs("f1.dat", ios::in);

	//读出数据
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		ofs >> a[i];
	}


	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		cout << a[i] << ' ';
	}

	//关闭文件
	ofs.close();

	return 0;
}

• 读入一行字符，把小写字母字符依次存储在磁盘文件f2.dat中。再把它从磁盘文件读出程序，将其中小写字母改为大写字母，再存入磁盘。

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

void save_to_file()
{
	ofstream outfile("f2.dat");
	char c[80];
	cin.getline(c, 80);
	for (int i = 0; c[i] != '\0'; i++)
	{
		if (c[i] >= 'a' && c[i] <= 'z')
		{
			outfile.put(c[i]);
		}
	}
	outfile.close();
}

void get_from_file()
{
	char ch;
	ifstream infile("f2.dat");
	
	ofstream outfile("f3.dat");
	
	while (infile.get(ch))
	{
		outfile.put(ch - 32);
	}
	infile.close();
	outfile.close();
}


int main()
{
	save_to_file();
	get_from_file();
	return 0;
}

二进制存储

• 对于数值数据，ASCII数据与二进制形式不同
• short int类型 12345
  用ASCII形式存储
  
  文件打开是长这样的
  
  如果用二进制形式存储
  其实就是用两个字节（short int）来存储

而我们打开文件看到的是（有时候会显示出莫名其妙的符号，二进制不是给人看的，是用来存储数据的）

对比ASCII和二进制存储

• ASCII文件直观，便于人阅读，但一般占存储空间较多，且需要花费时间转换；
• 二进制文件是计算机的内部形式，节省空间，且不需要转换，但不能直观显示。
• 对于字符信息，在内存中是以ASCII形式存放，无论是用ASCII文件输出，还是二进制文件输出，形式一样的。

用成员函数read和write读写二进制文件

打开方式

ofstream ofs("file1.dat",ios::out | ios::binary);
ifstream ifs("file2.dat",ios::in  | ios::binary);

文件读写方式

istream& read(char *buffer,int len);
ostream& write(const char *buffer,int len);
char *buffer 指向内存中的一段存储空间
int len 是读写的字节数
例如：
ofs.write(p1,50)//将p1指向的空间中50个字节存入文件对象ifs
ifs.read(p2,30)//将文件对象b读出30个字节，存之p2指向空间

文件的读入与读出

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

struct student
{
	char name[5];
	int num;
	int age;
	char sex;
};


int main()
{
	student stu[3] =
	{
		{"Li",25,18,'f'},
		{"Wang",32,19,'m'},
		{"Fun",40,16,'f'}
	};
	
	//读到文件里
	ofstream outfile("stu.dat", ios::binary);

	for (int i = 0; i < 3; i++)
	{
		outfile.write((char*)&stu[i], sizeof(stu[i]));
	}
	outfile.close();

	//从文件里读入内存
	student stu1[3];
	ifstream infile("stu.dat", ios::binary);
	for (int i = 0; i < 3; i++)
	{
		infile.read((char*)&stu1[i], sizeof(stu1[i]));
	}
	infile.close();
	
	for (int i = 0; i < 3; i++)
	{
		cout << "No." << i + 1 << endl;
		cout << "Name:" << stu1[i].name << endl;
		cout << "Num:" << stu1[i].num << endl;
		cout << "Age:" << stu1[i].age << endl;
		cout << "sex:" << stu1[i].sex << endl;
	}
	return 0;
}