用C++进行简单的文件I/O操作

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http://www.gamedev.net/page/resources/_/reference/programming/sweet-snippets/simple-file-io-using-c-r1127

 

用C++进行简单的文件I/O操作

作者：John Peregrine
翻译：阿半

原文出处：Simple File I/O Using C++

序论
　　我曾发表过文件输入输出的文章，现在觉得有必要再写一点。文件 I/O 在C++中比烤蛋糕简单多了。 在这篇文章里，我会详细解释ASCII和二进制文件的输入输出的每个细节，值得注意的是，所有这些都是用C++完成的。

一、ASCII 输出
　　为了使用下面的方法, 你必须包含头文件<fstream.h>(译者注：在标准C++中，已经使用<fstream>取代<fstream.h>，所有的C++标准头文件都是无后缀的。)。这是 <iostream.h>的一个扩展集, 提供有缓冲的文件输入输出操作. 事实上, <iostream.h> 已经被<fstream.h>包含了, 所以你不必包含所有这两个文件, 如果你想显式包含他们，那随便你。我们从文件操作类的设计开始, 我会讲解如何进行ASCII I/O操作。 如果你猜是"fstream," 恭喜你答对了！ 但这篇文章介绍的方法,我们分别使用"ifstream"?和 "ofstream" 来作输入输出。
如果你用过标准控制台流"cin"?和 "cout," 那现在的事情对你来说很简单。 我们现在开始讲输出部分，首先声明一个类对象。

ofstream fout; 

这就可以了，不过你要打开一个文件的话, 必须像这样调用ofstream::open()。

fout.open("output.txt"); 

你也可以把文件名作为构造参数来打开一个文件.

ofstream fout("output.txt");

　　这是我们使用的方法, 因为这样创建和打开一个文件看起来更简单. 顺便说一句, 如果你要打开的文件不存在，它会为你创建一个, 所以不用担心文件创建的问题. 现在就输出到文件，看起来和"cout"的操作很像。 对不了解控制台输出"cout"的人, 这里有个例子。

int num = 150;
char name[] = "John Doe";
fout << "Here is a number: " << num << "\n";
fout << "Now here is a string: " << name << "\n";

　　现在保存文件，你必须关闭文件，或者回写文件缓冲. 文件关闭之后就不能再操作了, 所以只有在你不再操作这个文件的时候才调用它，它会自动保存文件。 回写缓冲区会在保持文件打开的情况下保存文件, 所以只要有必要就使用它。 回写看起来像另一次输出, 然后调用方法关闭。像这样：

fout << flush; fout.close(); 

现在你用文本编辑器打开文件，内容看起来是这样：

Here is a number: 150 Now here is a string: John Doe 

　　很简单吧! 现在继续文件输入, 需要一点技巧, 所以先确认你已经明白了流操作，对 "<<" 和">>" 比较熟悉了, 因为你接下来还要用到他们。继续…

二、ASCII 输入
　　输入和"cin" 流很像. 和刚刚讨论的输出流很像, 但你要考虑几件事情。在我们开始复杂的内容之前, 先看一个文本：

12 GameDev 15.45 L This is really awesome! 

为了打开这个文件，你必须创建一个in-stream对象,?像这样。

ifstream fin("input.txt"); 

　　现在读入前四行. 你还记得怎么用"<<" 操作符往流里插入变量和符号吧？好,?在 "<<" (插入)?操作符之后，是">>" (提取) 操作符. 使用方法是一样的. 看这个代码片段.

int number; 
float real; 
char letter, word[8]; 
fin >> number; fin >> word; fin >> real; fin >> letter; 

也可以把这四行读取文件的代码写为更简单的一行。

fin >> number >> word >> real >> letter; 

　　它是如何运作的呢? 文件的每个空白之后, ">>" 操作符会停止读取内容, 直到遇到另一个>>操作符. 因为我们读取的每一行都被换行符分割开(是空白字符), ">>" 操作符只把这一行的内容读入变量。这就是这个代码也能正常工作的原因。但是，可别忘了文件的最后一行。

This is really awesome! 

　　如果你想把整行读入一个char数组, 我们没办法用">>"?操作符，因为每个单词之间的空格（空白字符）会中止文件的读取。为了验证：

char sentence[101]; fin >> sentence; 

　　我们想包含整个句子, "This is really awesome!" 但是因为空白, 现在它只包含了"This". 很明显, 肯定有读取整行的方法, 它就是getline()。这就是我们要做的。

fin.getline(sentence, 100); 

　　这是函数参数. 第一个参数显然是用来接受的char数组. 第二个参数是在遇到换行符之前，数组允许接受的最大元素数量. 现在我们得到了想要的结果：“This is really awesome!”。
你应该已经知道如何读取和写入ASCII文件了。但我们还不能罢休，因为二进制文件还在等着我们。

三、二进制 输入输出
　　二进制文件会复杂一点, 但还是很简单的。 首先你要注意我们不再使用插入和提取操作符(译者注：<< 和 >> 操作符). 你可以这么做，但它不会用二进制方式读写。你必须使用read() 和write() 方法读取和写入二进制文件. 创建一个二进制文件, 看下一行。

ofstream fout("file.dat", ios::binary); 

　　这会以二进制方式打开文件, 而不是默认的ASCII模式。首先从写入文件开始。函数write() 有两个参数。 第一个是指向对象的char类型的指针, 第二个是对象的大小（译者注：字节数）。 为了说明，看例子。

int number = 30; fout.write((char *)(&number), sizeof(number)); 

　　第一个参数写做"(char *)(&number)". 这是把一个整型变量转为char *指针。如果你不理解，可以立刻翻阅C++的书籍，如果有必要的话。第二个参数写作"sizeof(number)". sizeof() 返回对象大小的字节数. 就是这样!
二进制文件最好的地方是可以在一行把一个结构写入文件。 如果说，你的结构有12个不同的成员。 用ASCII?文件，你不得不每次一条的写入所有成员。 但二进制文件替你做好了。 看这个。

struct OBJECT { int number; char letter; } obj; 
obj.number = 15;
obj.letter = ‘M’; 
fout.write((char *)(&obj), sizeof(obj)); 

　　这样就写入了整个结构! 接下来是输入. 输入也很简单，因为read()?函数的参数和 write()是完全一样的, 使用方法也相同。

ifstream fin("file.dat", ios::binary); fin.read((char *)(&obj), sizeof(obj)); 

　　我不多解释用法, 因为它和write()是完全相同的。二进制文件比ASCII文件简单, 但有个缺点是无法用文本编辑器编辑。 接着, 我解释一下ifstream 和ofstream 对象的其他一些方法作为结束.

四、更多方法
　　我已经解释了ASCII文件和二进制文件, 这里是一些没有提及的底层方法。

检查文件
你已经学会了open() 和close() 方法, 不过这里还有其它你可能用到的方法。
方法good() 返回一个布尔值，表示文件打开是否正确。
类似的，bad() 返回一个布尔值表示文件打开是否错误。 如果出错，就不要继续进一步的操作了。
最后一个检查的方法是fail(), 和bad()有点相似, 但没那么严重。

读文件
方法get() 每次返回一个字符。
方法ignore(int,char) 跳过一定数量的某个字符, 但你必须传给它两个参数。第一个是需要跳过的字符数。 第二个是一个字符, 当遇到的时候就会停止。 例子,

fin.ignore(100, ‘\n’); 

会跳过100个字符，或者不足100的时候，跳过所有之前的字符，包括 ‘\n’。
方法peek() 返回文件中的下一个字符, 但并不实际读取它。所以如果你用peek() 查看下一个字符, 用get() 在peek()之后读取，会得到同一个字符, 然后移动文件计数器。
方法putback(char) 输入字符, 一次一个, 到流中。我没有见到过它的使用，但这个函数确实存在。

写文件
只有一个你可能会关注的方法.?那就是 put(char), 它每次向输出流中写入一个字符。

打开文件
当我们用这样的语法打开二进制文件:

ofstream fout("file.dat", ios::binary); 

　　"ios::binary"是你提供的打开选项的额外标志. 默认的, 文件以ASCII方式打开, 不存在则创建, 存在就覆盖. 这里有些额外的标志用来改变选项。

ios::app	添加到文件尾
ios::ate	把文件标志放在末尾而非起始。
ios::trunc	默认. 截断并覆写文件。
ios::nocreate	文件不存在也不创建。
ios::noreplace	文件存在则失败。

文件状态
　　我用过的唯一一个状态函数是eof(), 它返回是否标志已经到了文件末尾。 我主要用在循环中。 例如, 这个代码断统计小写‘e’ 在文件中出现的次数。

ifstream fin("file.txt"); 
char ch; int counter; 
while (!fin.eof()) {
      ch = fin.get(); 
      if (ch == ‘e’) counter++; 
}
fin.close(); 

　　我从未用过这里没有提到的其他方法。 还有很多方法，但是他们很少被使用。参考C++书籍或者文件流的帮助文档来了解其他的方法。

结论
　　你应该已经掌握了如何使用ASCII文件和二进制文件。有很多方法可以帮你实现输入输出，尽管很少有人使用他们。 我知道很多人不熟悉文件I/O操作，我希望这篇文章对你有所帮助。 每个人都应该知道. 文件I/O还有很多显而易见的方法,?例如包含文件 <stdio.h>. 我更喜欢用流是因为他们更简单。 祝所有读了这篇文章的人好运, 也许以后我还会为你们写些东西。