c++筆記(10) 檔案輸入輸出
阿新 • • 發佈：2018-12-21
c++ 定義了ifstream, ofstream, fstream類用於檔案處理和操作檔案，這些類定義在標頭檔案<fstream>中。
c++使用“流”來描述資料流動，資料流向程式，則為input stream（輸入流），反之為output stream輸出流。
1.文字檔案的讀寫操作。
寫入檔案
#include <iostream> #include <fstream> using namespace std; int main() { ofstream output; output.open("score.txt"); // open a file output << "zhangjun" << " " << 'S' << " " << 90 << endl; output << "hehe" << " " << 'L' << " " << 88 << endl; output.close(); // close the file cout << "Done" << endl; return 0; }
如果檔案已經存在，再次開啟的話，檔案的內容會被清除。
讀取檔案：
#include <iostream> #include <fstream> using namespace std; int main() { ifstream input; input.open("score.txt"); string name; char med; int score; input >> name >> med >> score; cout << "name is " << name << " char is " << med << " score is " << score << endl; input >> name >> med >> score; cout << "name is " << name << " char is " << med << " score is " << score << endl; input.close(); return 0; }
關於空格：
讀取的資料中是以空格作為分割。如果寫入的也有空格，則會導致獨處的資料有問題。
2. 檢測檔案是否存在
fail()函式用於檢測檔案是否存在！開啟檔案後可以用fail()函式判斷
對上面的程式碼新增檔案檢測是否存在：
#include <iostream> #include <fstream> using namespace std; int main() { ifstream input; input.open("score.txt"); // if the file exist if(input.fail()) { cout << "the file not exist"; return 0; } string name; char med; int score; input >> name >> med >> score; cout << "name is " << name << " char is " << med << " score is " << score << endl; input >> name >> med >> score; cout << "name is " << name << " char is " << med << " score is " << score << endl; input.close(); return 0; }
3.檢測檔案結束
在不知道檔案有多少行又想讀取讀取全部資料的話，需要檢測檔案的結束位置
（1）.eof()函式
ifstream input;
input.open("filename");
while(!input.eof())
{
// read data from file;
input >> number;
if(input.eof()) break; // 每讀完一次資料，立即檢測一次
// other operation .....
}（2）通過input>>返回的值判斷
while(input>>number)
{
// read data from file;
} input>>number讀入資料返回的是一個物件，否則返回的是NULL，據此可以判斷檔案末尾
注： c++中輸入輸出流的建構函式引數為c字串，所以如果檔名問string，要轉換c_str()
string filename;
cin >> filename;
input.open(filename.c_str());4.函式getline, get, put
流提取運算子讀取資料，只能以空格作為分隔符，如果讀取的資料中含有空格，則應該怎麼讀取
getline() : <iostream> , 函式引數getline(ifstream, int/string data, delimitChar)
get() // 只能讀寫單個字元
put() // 只能讀寫單個字元
例如讀取： New york#New Mexico# India
string city
while(!input.eof())
{
getline(input, city, '#'); // 注意delimitChar! 是Char！
cout << city << endl;
}5.fstream和檔案開啟模式
fstream建立既能寫入又能讀出的檔案
開啟檔案的模式：
ios::in 讀取模式開啟檔案
ios::out 寫入檔案模式
ios::app 追加模式
ios::trunc 如果檔案已經存在，丟棄檔案內容
ios::binary 二進位制輸入輸出
例項：建立一個檔案，寫入資料並關閉，再次開啟追加資料
#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
int main()
{
fstream inout;
// creat a file
inout.open("city.txt", ios::out); //開啟檔案的模式
// write cities
inout << "Dalloa" << " " << "Hoston" << " " << "Anlantas" << " ";
inout.close();
// open file
inout.open("city.txt", ios::out | ios::app);
// write a line
inout << "Swadas" << " " << "Austin" << " " << "Chicago" ;
inout.close();
// read the file
inout.open("city.txt", ios::in);
string city;
while(!inout.eof())
{
inout >> city;
cout << city << endl;
}
inout.close();
return 0;
}
檢測流狀態：
c++以提供的檢測流狀態的函式： eof()
fail() 檔案開啟是否成功
bad()
good()
clear()
#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
void showState(fstream&);
int main()
{
fstream inout;
//creat an output file
inout.open("temp.txt", ios::out);
inout << "Dallas";
cout << "Normal operation." << endl;
inout.close();
showState(inout);
inout.open("temp.txt", ios::in);
string city;
inout >> city;
cout << "End of file" << endl;
showState(inout);
inout.close();
return 0;
}
void showState(fstream& a)
{
cout << "stream state: " << endl;
cout << "eof(): " << a.eof() << endl;
cout << "fail(): " << a.fail() << endl;
cout << "bad(): " << a.bad() << endl;
cout << "good: " << a.good() << endl;
}6.二進位制輸入輸出
二進位制檔案輸入輸出開啟方式
檔案可以分為文字檔案和二進位制檔案兩類
文字檔案：能被文字編輯器處理的檔案稱為文字檔案。 在c++中，副檔名為.txt
二進位制檔案：非文字檔案都稱為二進位制檔案。只能由計算機程式讀取處理，在c++中副檔名為.dat, 處理二進位制檔案效率更高
為了讀寫二進位制檔案，必須對流物件使用read(), write()函式
1.write()函式
streamObject.write(const char*, int size)： char*: 寫入的字元陣列 size:寫入的位元組數
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
fstream binaryio;
binaryio.open("city.dat", ios::out | ios::binary); // 二進位制寫入， 二進位制檔案 .dat
string s("Atlant");
binaryio.write(s.c_str(), s.size()); // 轉化為c字串
binaryio.close();
cout << "Done" << endl;
return 0;
}
非字元資料的寫入，使用reinterpret_cast運算子實現將一個指標型別轉化為與其不相關的指標型別，它只是進行指標值的二進位制複製，並不改變指標指向的資料。
reinterpret_cast<datatype*>(address) 允許將任何指標轉換為任何其他指標型別
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
fstream binaryio;
binaryio.open("temp.dat", ios::out | ios::binary); // 二進位制寫入， 二進位制檔案 .dat
int value = 199;
binaryio.write(reinterpret_cast<char*>(&value), sizeof(value));
binaryio.close();
cout << "Done" << endl;
return 0;
}
2 read()函式
streamObject.read(char* address, int size) // size指定可以讀取的最大位元組數， gcount() 獲取實際讀取位元組數
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
fstream binaryio;
binaryio.open("city.dat", ios::in | ios::binary); // 二進位制讀取， 二進位制檔案 .dat
char s[10];
binaryio.read(s, 10);
s[binaryio.gcount()] = '\0'; // gcount()獲取實際讀取的位元組數 // 設定字串的末尾'\0'
cout << s << endl;
binaryio.close();
return 0;
}
讀取整數； 檔案temp.dat中儲存的整數轉變為二進位制位元組，現在讀取這些位元組，轉化為整數
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
fstream binaryio;
binaryio.open("temp.dat", ios::in | ios::binary); // 二進位制讀取， 二進位制檔案 .dat
int value;
binaryio.read(reinterpret_cast<char*>(&value), sizeof(value));
cout << value << endl;
binaryio.close();
return 0;
}
3. 二進位制陣列IO
可以使用reinterpret_cast將任意型別的資料轉變為二進位制位元組，也可以將二進位制位元組轉化為任意型別的資料
如：將double陣列寫入二進位制檔案，然後再讀取出來
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
const int SIZE = 5;
fstream binaryio;
// 想陣列中寫入資料
binaryio.open("array.dat", ios::out | ios::binary);
double array[SIZE] = {2.3, 4, 3.8, 3.0, 11.11};
binaryio.write(reinterpret_cast<char*>(&array), sizeof(array));
binaryio.close();
// 讀取檔案中的資料
binaryio.open("array.dat", ios::in | ios::binary);
double result[SIZE];
binaryio.read(reinterpret_cast<char*>(&result), sizeof(result));
binaryio.close();
// display array
for(int i=0; i<SIZE; i++)
{
cout << result[i] << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
二進位制物件IO
如何向二進位制檔案寫入物件，以及從二進位制檔案讀出
定義一個Student類, 將類寫入檔案和從檔案中讀出
程式碼：
student.h
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
#ifndef STUDENT_H
#define STUDENT_H
class Student
{
private:
char firstName[25];
char mid; // 中間名
char lastName[25];
int score;
public:
Student(); // 無參建構函式
Student(const string& firstName, const char mid, const string& lastName, int score); // 有參建構函式
// 定義訪問器和更改器
void setFirstName(const string& firstName);
void setMid(const char mid);
void setLastName(const string& lastName);
void setScore(int score);
string getFirstName() const;
char getMid() const;
string getLastName() const;
int getScore() const;
};
#endif
student.cpp
#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include "E:\back_up\code\c_plus_code\chapter5\external_file\student..h"
using namespace std;
Student::Student()
{
// all the data remain default value;
}
Student::Student(const string& firstName, const char mid, const string& lastName, int score)
{
setFirstName(firstName);
setMid(mid);
setLastName(lastName);
setScore(score);
}
// mutator
void Student::setFirstName(const string& firstName)
{
strcpy(this->firstName, firstName.c_str()); // string 型別的值複製到char[]
}
void Student::setMid(const char mid)
{
this->mid = mid;
}
void Student::setLastName(const string& lastName)
{
strcpy(this->lastName, lastName.c_str()); // strcpy()函式的引數：，char[], string.c_str()才可以
}
void Student::setScore(int score)
{
this->score = score;
}
string Student::getFirstName() const
{
return string(firstName); // 將char[]轉換為string
}
char Student::getMid() const
{
return mid;
}
string Student::getLastName() const
{
return string(lastName); //
}
int Student::getScore() const
{
return score;
}
// accessor
main.cpp
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include "E:\back_up\code\c_plus_code\chapter5\external_file\student..h"
using namespace std;
void displayStudent(const Student&);
int main()
{
Student student1("Jhoon", 'K', "jerry", 90);
Student student2("Mary", 'L', "Charlotte", 100);
Student student3("Koeras", 'B', "Long", 78);
Student student4("Maksa", 'C', "short", 90);
fstream binaryio;
binaryio.open("student.dat", ios::out | ios::binary); // 建立檔案，寫入資料
binaryio.write(reinterpret_cast<char*>(&student1), sizeof(Student));
binaryio.write(reinterpret_cast<char*>(&student2), sizeof(Student));
binaryio.write(reinterpret_cast<char*>(&student3), sizeof(Student));
binaryio.write(reinterpret_cast<char*>(&student4), sizeof(Student));
binaryio.close();
binaryio.open("student.dat", ios::in | ios::binary); // 這種讀取資料的方法，檔案指標自動下移
Student student;
binaryio.read(reinterpret_cast<char*>(&student), sizeof(Student));
displayStudent(student);
binaryio.read(reinterpret_cast<char*>(&student), sizeof(Student));
displayStudent(student);
return 0;
}
void displayStudent(const Student& student)
{
cout << student.getFirstName() << " " << student.getMid() << " " << student.getLastName() << " " << student.getScore() << endl;
}
注：
student類中lastName和firstName的資料型別為固定字元長度的陣列，char[25], 而不用string, 是因為在reinterpret(char*, size)時。size = sizeof(Student)保證每個學生記錄大小相同，保證正確讀取學生資料，如果採用string則不能保證。
char[] 與string型別之間的轉化：
string(char[]) 型別轉化
strcpy(string, char[].c_str()) // 值複製
4. 隨機訪問檔案
使用seekg()函式和seekp()函式移動檔案指標到任意位置。
檔案由位元組序列組成，作業系統中會維護一個檔案指標的特殊標記，指向序列中的某個位置，讀寫操作都是從檔案指標指向的位置處進行。
檔案的訪問分為：
1. 順序訪問檔案 檔案指標位於檔案開始的地方。向後移動
2.隨機訪問檔案 讀取檔案的資料時，如果想跳過前面的資料項，訪問某一項資料，可以採用隨機訪問檔案。‘
c++允許對流物件使用seekp()和seekg()函式，移動檔案的指標到任意的位置
seekp() : seek put 用於輸出流
seekg() : seek get 用於輸入流
seekg(pos): 將指標移動到絕對位置pos
seekg(long a, pos): pos是相對位置， a是偏移量， 注意偏移量的單位是位元組 pos: :ios:beg, ios::end, ios::cur
tellp:
tellg: 返回檔案指標的當前位置
修改上面的student程式碼
只對main.cpp作如下修改：
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include "E:\back_up\code\c_plus_code\chapter5\external_file\student..h"
using namespace std;
void displayStudent(const Student&);
int main()
{
Student student1("Jhoon", 'K', "jerry", 90);
Student student2("Mary", 'L', "Charlotte", 100);
Student student3("Koeras", 'B', "Long", 78);
Student student4("zhuwen", 'F', "short", 90);
Student student5("xiang", 'F', "short", 90);
Student student6("gouhao", 'S', "short", 90);
Student student7("crappple", 'C', "short", 90);
fstream binaryio;
binaryio.open("student.dat", ios::out | ios::binary); // 建立檔案，寫入資料
binaryio.write(reinterpret_cast<char*>(&student1), sizeof(Student));
binaryio.write(reinterpret_cast<char*>(&student2), sizeof(Student));
binaryio.write(reinterpret_cast<char*>(&student3), sizeof(Student));
binaryio.write(reinterpret_cast<char*>(&student4), sizeof(Student));
binaryio.write(reinterpret_cast<char*>(&student5), sizeof(Student));
binaryio.write(reinterpret_cast<char*>(&student6), sizeof(Student));
binaryio.write(reinterpret_cast<char*>(&student7), sizeof(Student));
binaryio.close();
binaryio.open("student.dat", ios::in | ios::binary); // 開啟檔案，指標這時位於檔案起始的位置
cout << "current position is " << binaryio.tellg() << endl; // 當前檔案中指標的位置
Student student;
// 讀取第三個資料，跳過前兩個
binaryio.seekg(2*sizeof(Student)); // 將指標向後移動兩個資料項
cout << "current position is " << binaryio.tellg() << endl; // 當前檔案中指標的位置
binaryio.read(reinterpret_cast<char*>(&student), sizeof(Student)); // 讀取的是第三項資料
displayStudent(student);
cout << "current position is " << binaryio.tellg() << endl; // 當前檔案中指標的位置
// 指標的當前位置
binaryio.seekg(2*sizeof(Student), ios::cur); // 讀取第七條資料 // 偏移量單位是位元組，所以向後移動兩項資料，偏移量應該是n*sizeof(Student)
cout << "Current position is " << binaryio.tellg() << endl;
binaryio.read(reinterpret_cast<char*>(&student), sizeof(Student));
displayStudent(student);
cout << "Current position is " << binaryio.tellg() << endl;
return 0;
}
void displayStudent(const Student& student)
{
cout << student.getFirstName() << " " << student.getMid() << " " << student.getLastName() << " " << student.getScore() << endl;
}
執行結果：
分析：
1. 首先將七個student物件依次寫進二進位制檔案
2. 開啟二進位制檔案，此時檔案指標位於檔案的開頭，指向的是第一個資料， position = 0
3. 將檔案指標向後移動兩個資料項 binaryio.seekg(2*sizeof(Student)); position = 112
4.讀取資料項，讀到的是第三個資料項，可以看到讀取完畢後文件指標後移到下一個資料項， position = 168
5.再將檔案指標從當前位置向後移動兩個位置，讀取資料項
6. 更新檔案：
可以使用組合模式開啟檔案。如：按照讀寫模式開啟一個二進位制檔案，對檔案進行更新
對上面的程式做出修改：
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include "E:\back_up\code\c_plus_code\chapter5\external_file\student..h"
using namespace std;
void displayStudent(const Student&);
int main()
{
fstream binaryio;
binaryio.open("student.dat", ios::out | ios::in | ios::binary); // 以讀寫模式開啟二進位制檔案
Student student_new;
binaryio.seekg(sizeof(Student)); // 檔案指標後移一個位置
binaryio.read(reinterpret_cast<char*>(&student_new), sizeof(Student));
displayStudent(student_new);
student_new.setFirstName("SHI");
student_new.setLastName("gououou");
student_new.setScore(100);
binaryio.seekg(sizeof(Student)); // 因為讀完資料後文件指標下移，所以需要將檔案指標拉回到原處再寫入修改後的資料，達到檔案更新的目的
binaryio.write(reinterpret_cast<char*>(&student_new), sizeof(student_new));
binaryio.close();
binaryio.open("student.dat", ios::in | ios::binary); // 開啟檔案，指標這時位於檔案起始的位置
Student student;
binaryio.seekg(sizeof(Student)); // 讀取修改後的資料 定位
//cout << "current position is " << binaryio.tellg() << endl; // 當前檔案中指標的位置
binaryio.read(reinterpret_cast<char*>(&student), sizeof(Student)); // 讀取的是第三項資料
displayStudent(student);
//cout << "current position is " << binaryio.tellg() << endl; // 當前檔案中指標的位置
binaryio.close();
return 0;
}
void displayStudent(const Student& student)
{
cout << student.getFirstName() << " " << student.getMid() << " " << student.getLastName() << " " << student.getScore() << endl;
}
需要注意的是對檔案修改時，必須保證指標指向資料的正確性，否則資料沒有修改，卻把別的資料給覆蓋了