C/C++ 文件处理详解

在 C 和 C++ 中，文件处理是常见的任务之一，包括文件的读取、写入和操作。

1. C 文件处理

C 使用 stdio.h 提供的函数来处理文件操作。

a. 基本步骤

1. 打开文件（fopen）。
2. 读写文件（fread、fwrite、fprintf、fscanf、fgetc、fputc 等）。
3. 关闭文件（fclose）。

b. 文件打开模式

模式	描述
"r"	只读模式，文件必须存在。
"w"	写模式，文件存在会清空内容。
"a"	追加模式，写入内容追加到末尾。
"r+"	读写模式，文件必须存在。
"w+"	读写模式，文件存在会清空内容。
"a+"	读写模式，写入内容追加到末尾。

c. 文件操作示例

写文件

#include <stdio.h>

int main() {
	FILE *file = fopen("example.txt", "w");
	if (file == NULL) {
		perror("Error opending file");
		return 1;
	}

	fprintf(file, "Hello, World!\n");
	fclose(file);
	
	return 0;
}

读文件

#include <stdio.h>

int main() {
	FILE *file = fopen("example.txt", "r");
	if (file == NULL) {
		perror("Error opening file");
		return 1;
	}

	char line[100];
	while (fgets(line, sizeof(line), file)) {
		printf("%s", line);
	}

	fclose(file);
	
	return 0;
}

二进制文件读写

#include <stdio.h>

int main() {
	FILE *file = fopen("binary.dat", "wb");
	if (file == NULL) {
		perror("Error opening file");
		return 1;
	}

	int numbers[] = {1, 2, 3, 4, 5};
	fwrite(numbers, sizeof(int), 5, file);
	fclose(file);

	file = fopen("binary.dat", "rb");
	if (file == NULL) {
		perror("Error opening file");
		return 1;
	}

	int buffer[5];
	fread(buffer, sizeof(int), 5, file);

	for(int i=0; i<5; i++) {
		printf("%d ", buffer[i]);
	}

	fclose(file);
	return 0;
}

2. C++ 文件处理

C++ 使用 fstream 提供高级文件操作功能，头文件为 <fstream>。

a. 基本步骤

1. 创建文件流对象（std::ifstream、std::ofstream、std::fstream）。
2. 打开文件（使用构造函数或 open 方法）。
3. 读写文件。
4. 关闭文件（自动关闭或显式调用 close）。

b. 文件流类型

类型	描述
std::ifstream	输入文件流，用于读文件。
std::ofstream	输出文件流，用于写文件。
std::fstream	通用文件流，读写文件。

c. 文件操作示例

写文件

#include <fstream>
#include <iostream>

int main() {
	std::ofstream file("example.txt");
	if(!file) {
		std::cerr << "Error opening file" << std::endl;
		return 1;
	}

	file << "Hello, C++ World!" << std::endl;
	file.close();

	return 0;
}

读文件

#include <fstream>
#include <iostream>
#include <string>

int main() {
	std::ifstream file("example.txt");
	if(!file) {
		std::cerr << "Error opening file" << std::endl;
		return 1;
	}

	std::string line;
	while (std::getline(file, line)) {
		std::cout << line << std::endl;
	}
	
	file.close();

	return 0;
}

二进制文件读写

#include <fstream>
#include <iostream>

int main() {
	std::ofstream file("binary.dat", std::ios::binary);
	if (!file) {
		std::cerr << "Error opening file" << std::endl;
		return 1;
	}

	int numbers[] = {1, 2, 3, 4, 5};
	file.write(reinterpret_cast<char *>(numbers), sizeof(numbers));
	file.close();

	std::ifstream infile("binary.dat", std::ios::binary);
	if (!infile) {
		std::cerr << "Error opening file" << std::endl;
		return 1;
	}

	int buffer[5];
	infile.read(reinterpret_cast<char*>(buffer), sizeof(buffer));

	for(int n : buffer) {
		std::cout << n << " ";
	}

	infile.close();
	return 0;
}

3. 常见操作和注意事项

a. 文件指针

• C 提供 ftell、fseek 操作文件指针：

fseek(file, 0, SEEK_END);		// 移动到文件末尾
long size = ftell(file);		// 获取文件大小

• C++ 使用 seekg、seekp：

file.seekg(0, std::ios::end);	// 读指针移动到末尾
std::streampos size = file.tellg();		// 获取文件大小

b. 文件状态检查

• C 中可以用 ferror 检查错误。
• C++ 提供流状态检查：

if (file.fail()) {
	std::cerr << "Error occurred!" << std::endl;
}

c. 异常安全
C++ 文件流可以与异常处理结合使用：

#include <fstream>
#include <iostream>
#include <stdexcept>

int main() {
	try {
		std::ifstream file("example.txt");
		if (!file) {
			throw std::runtime_error("Error opening file");
		}
		std::string content;
		while (std::getline(file, content)) {
			std::cout << content << std::endl;
		}
	} catch (const std::exception& e) {
		std::cerr << e.what() << std::endl;
	}
	return 0;
}

通过熟练掌握 C/C++ 文件处理技术，可以高效地完成各种文件操作。C 提供了基础功能，而 C++ 则提供了更安全和高级的文件流操作，适合复杂的应用场景。