C++文件讀寫詳解（ofstream,ifstream,fstream）

在看C++編程思想中，每一個練習基本都是使用ofstream,ifstream,fstream，之前粗略知道其用法和含義，在看了幾位大牛的博文後，進行整理和總結：

這裏主要是討論fstream的內容：

[java]  view plain copy print ?

1. #include <fstream>  
2. ofstream         //文件寫操做 內存寫入存儲設備   
3. ifstream         //文件讀操做，存儲設備讀區到內存中  
4. fstream          //讀寫操做，對打開的文件可進行讀寫操做   

1.打開文件

在fstream類中，成員函數open（）實現打開文件的操做，從而將數據流和文件進行關聯，經過ofstream,ifstream,fstream對象進行對文件的讀寫操做

函數：open（）

[cpp]  view plain copy print ?

1. <span style="font-family:Times New Roman;font-size:16px;">  
2. public member function  
3.   
4. void open ( const char * filename,  
5.             ios_base::openmode mode = ios_base::in | ios_base::out );  
6.   
7. void open(const wchar_t *_Filename,  
8.         ios_base::openmode mode= ios_base::in | ios_base::out,  
9.         int prot = ios_base::_Openprot)；  
10.   
11. </span>  

參數： filename   操做文件名

           mode        打開文件的方式

           prot         打開文件的屬性                            //基本不多用到，在查看資料時，發現有兩種方式

打開文件的方式在ios類(因此流式I/O的基類)中定義，有以下幾種方式：

ios::in	爲輸入(讀)而打開文件
ios::out	爲輸出(寫)而打開文件
ios::ate	初始位置：文件尾
ios::app	全部輸出附加在文件末尾
ios::trunc	若是文件已存在則先刪除該文件
ios::binary	二進制方式

這些方式是可以進行組合使用的，以「或」運算（「|」）的方式：例如

[cpp]  view plain copy print ?

1. ofstream out;  
2. out.open("Hello.txt", ios::in|ios::out|ios::binary)                 //根據本身須要進行適當的選取  

打開文件的屬性一樣在ios類中也有定義：

0	普通文件，打開操做
1	只讀文件
2	隱含文件
4	系統文件

對於文件的屬性也可使用「或」運算和「+」進行組合使用，這裏就不作說明了。

不少程序中，可能會碰到ofstream out("Hello.txt"), ifstream in("..."),fstream foi("...")這樣的的使用，並無顯式的去調用open（）函數就進行文件的操做，直接調用了其默認的打開方式，由於在stream類的構造函數中調用了open()函數,並擁有一樣的構造函數，因此在這裏能夠直接使用流對象進行文件的操做，默認方式以下：

[cpp]  view plain copy print ?

1. <span style="font-family:Times New Roman;font-size:16px;">  
2. ofstream out("...", ios::out);  
3. ifstream in("...", ios::in);  
4. fstream foi("...", ios::in|ios::out);  
5.   
6. </span>  

當使用默認方式進行對文件的操做時，你可使用成員函數is_open()對文件是否打開進行驗證

2.關閉文件

當文件讀寫操做完成以後，咱們必須將文件關閉以使文件從新變爲可訪問的。成員函數close()，它負責將緩存中的數據排放出來並關閉文件。這個函數一旦被調用，原先的流對象就能夠被用來打開其它的文件了，這個文件也就能夠從新被其它的進程所訪問了。爲防止流對象被銷燬時還聯繫着打開的文件，析構函數將會自動調用關閉函數close。

3.文本文件的讀寫

類ofstream, ifstream 和fstream 是分別從ostream, istream 和iostream 中引伸而來的。這就是爲何 fstream 的對象可使用其父類的成員來訪問數據。

通常來講，咱們將使用這些類與同控制檯(console)交互一樣的成員函數(cin 和 cout)來進行輸入輸出。以下面的例題所示，咱們使用重載的插入操做符<<：

[cpp]  view plain copy print ?

1.   // writing on a text file  
2.  #include <fiostream.h>  
3.  int main () {  
4.      ofstream out("out.txt");  
5.      if (out.is_open())   
6.     {  
7.          out << "This is a line.\n";  
8.          out << "This is another line.\n";  
9.          out.close();  
10.      }  
11.      return 0;  
12.  }  
13. //結果: 在out.txt中寫入：  
14. This is a line.  
15. This is another line   

從文件中讀入數據也能夠用與 cin>>的使用一樣的方法：

[cpp]  view plain copy print ?

1. // reading a text file  
2.    #include <iostream.h>  
3.    #include <fstream.h>  
4.    #include <stdlib.h>  
5.      
6.    int main () {  
7.        char buffer[256];  
8.        ifstream in("test.txt");  
9.        if (! in.is_open())  
10.        { cout << "Error opening file"; exit (1); }  
11.        while (!in.eof() )  
12.        {  
13.            in.getline (buffer,100);  
14.            cout << buffer << endl;  
15.        }  
16.        return 0;  
17.    }  
18.    //結果 在屏幕上輸出  
19.     This is a line.  
20.     This is another line  

上面的例子讀入一個文本文件的內容，而後將它打印到屏幕上。注意咱們使用了一個新的成員函數叫作eof ，它是ifstream 從類 ios 中繼承過來的，當到達文件末尾時返回true 。

狀態標誌符的驗證(Verification of state flags)

除了eof()之外，還有一些驗證流的狀態的成員函數（全部都返回bool型返回值）：

• bad()

  若是在讀寫過程當中出錯，返回 true 。例如：當咱們要對一個不是打開爲寫狀態的文件進行寫入時，或者咱們要寫入的設備沒有剩餘空間的時候。

• fail()

  除了與bad() 一樣的狀況下會返回 true 之外，加上格式錯誤時也返回true ，例如當想要讀入一個整數，而得到了一個字母的時候。

• eof()

  若是讀文件到達文件末尾，返回true。

• good()

  這是最通用的：若是調用以上任何一個函數返回true 的話，此函數返回 false 。

要想重置以上成員函數所檢查的狀態標誌，你可使用成員函數clear()，沒有參數。

得到和設置流指針(get and put stream pointers)

全部輸入/輸出流對象(i/o streams objects)都有至少一個流指針：

• ifstream， 相似istream, 有一個被稱爲get pointer的指針，指向下一個將被讀取的元素。
• ofstream, 相似 ostream, 有一個指針 put pointer ，指向寫入下一個元素的位置。
• fstream, 相似 iostream, 同時繼承了get 和 put

咱們能夠經過使用如下成員函數來讀出或配置這些指向流中讀寫位置的流指針：

• tellg() 和 tellp()

  這兩個成員函數不用傳入參數，返回pos_type 類型的值(根據ANSI-C++ 標準) ，就是一個整數，表明當前get 流指針的位置 (用tellg) 或 put 流指針的位置(用tellp).

• seekg() 和seekp()

  這對函數分別用來改變流指針get 和put的位置。兩個函數都被重載爲兩種不一樣的原型：

  seekg ( pos_type position );
  seekp ( pos_type position );

  使用這個原型，流指針被改變爲指向從文件開始計算的一個絕對位置。要求傳入的參數類型與函數 tellg 和tellp 的返回值類型相同。

  seekg ( off_type offset, seekdir direction );
  seekp ( off_type offset, seekdir direction );

  使用這個原型能夠指定由參數direction決定的一個具體的指針開始計算的一個位移(offset)。它能夠是：

  ios::beg	從流開始位置計算的位移
  ios::cur	從流指針當前位置開始計算的位移
  ios::end	從流末尾處開始計算的位移

流指針 get 和 put 的值對文本文件(text file)和二進制文件(binary file)的計算方法都是不一樣的，由於文本模式的文件中某些特殊字符可能被修改。因爲這個緣由，建議對以文本文件模式打開的文件老是使用seekg 和 seekp的第一種原型，並且不要對tellg 或 tellp 的返回值進行修改。對二進制文件，你能夠任意使用這些函數，應該不會有任何意外的行爲產生。

如下例子使用這些函數來得到一個二進制文件的大小： 

[cpp]  view plain copy print ?

1. // obtaining file size  
2.    #include <iostream.h>  
3.    #include <fstream.h>  
4.      
5.    const char * filename = "test.txt";  
6.      
7.    int main () {  
8.        long l,m;  
9.        ifstream in(filename, ios::in|ios::binary);  
10.        l = in.tellg();  
11.        in.seekg (0, ios::end);  
12.        m = in.tellg();  
13.        in.close();  
14.        cout << "size of " << filename;  
15.        cout << " is " << (m-l) << " bytes.\n";  
16.        return 0;  
17.    }  
18.     
19.   //結果:  
20.   size of example.txt is 40 bytes.  

4.二進制文件

在二進制文件中，使用<< 和>>，以及函數（如getline）來操做符輸入和輸出數據，沒有什麼實際意義，雖然它們是符合語法的。

文件流包括兩個爲順序讀寫數據特殊設計的成員函數：write 和 read。第一個函數 (write) 是ostream 的一個成員函數，都是被ofstream所繼承。而read 是istream 的一個成員函數，被ifstream 所繼承。類 fstream 的對象同時擁有這兩個函數。它們的原型是：

write ( char * buffer, streamsize size );
read ( char * buffer, streamsize size );

這裏 buffer 是一塊內存的地址，用來存儲或讀出數據。參數size 是一個整數值，表示要從緩存（buffer）中讀出或寫入的字符數。

[cpp]  view plain copy print ?

1. // reading binary file  
2.     #include <iostream>  
3.     #include <fstream.h>  
4.       
5.     const char * filename = "test.txt";  
6.       
7.     int main () {  
8.         char * buffer;  
9.         long size;  
10.         ifstream in (filename, ios::in|ios::binary|ios::ate);  
11.         size = in.tellg();  
12.         in.seekg (0, ios::beg);  
13.         buffer = new char [size];  
14.         in.read (buffer, size);  
15.         in.close();  
16.           
17.         cout << "the complete file is in a buffer";  
18.           
19.         delete[] buffer;  
20.         return 0;  
21.     }  
22.     //運行結果：  
23.     The complete file is in a buffer  

5.緩存和同步(Buffers and Synchronization)

當咱們對文件流進行操做的時候，它們與一個streambuf 類型的緩存(buffer)聯繫在一塊兒。這個緩存（buffer）實際是一塊內存空間，做爲流(stream)和物理文件的媒介。例如，對於一個輸出流， 每次成員函數put (寫一個單個字符)被調用，這個字符不是直接被寫入該輸出流所對應的物理文件中的，而是首先被插入到該流的緩存（buffer）中。

當緩存被排放出來(flush)時，它裏面的全部數據或者被寫入物理媒質中（若是是一個輸出流的話），或者簡單的被抹掉(若是是一個輸入流的話)。這個過程稱爲同步(synchronization)，它會在如下任一狀況下發生：

• 當文件被關閉時: 在文件被關閉以前，全部尚未被徹底寫出或讀取的緩存都將被同步。
• 當緩存buffer 滿時:緩存Buffers 有必定的空間限制。當緩存滿時，它會被自動同步。
• 控制符明確指明:當遇到流中某些特定的控制符時，同步會發生。這些控制符包括：flush 和endl。
• 明確調用函數sync(): 調用成員函數sync() (無參數)能夠引起當即同步。這個函數返回一個int 值，等於-1 表示流沒有聯繫的緩存或操做失敗。