【C++】系统编程

一、文件编程

1、基本概念

        文件编程涉及使用操作系统提供的接口对文件进行读写操作。它包括文件的打开、关闭、读取、写入和文件的状态管理。在C++中，文件是通过流（stream）进行操作的。流是一种抽象，用于处理数据的输入输出。

2、C++中的文件操作

fstream库

fstream是C++标准库中的一个头文件，它提供了与文件交互的功能，包括读写文件。它包含三个主要的类：

• ifstream：用于文件输入（读取）。
• ofstream：用于文件输出（写入）。
• fstream：同时支持文件读写。

打开文件：通过open()方法打开文件，或者直接在构造时指定文件名。例如：

std::ifstream inFile("example.txt");  // 打开文件进行读取
std::ofstream outFile("output.txt");  // 打开文件进行写入

3、基本文件操作

• 读取文件： 使用ifstream类来读取文件，可以按行读取或者按字符读取。

  std::ifstream inFile("example.txt");
  std::string line;
  while (std::getline(inFile, line)) {
      std::cout << line << std::endl;
  }
  

• 写入文件： 使用ofstream类来写入文件。可以使用<<操作符向文件写入数据。

  std::ofstream outFile("output.txt");
  outFile << "Hello, World!" << std::endl;
  

4、文件操作的模式

文件打开时可以指定不同的模式来控制文件操作：

• std::ios::in：以读取模式打开文件。
• std::ios::out：以写入模式打开文件。
• std::ios::app：以追加模式打开文件（将新内容追加到文件末尾）。
• std::ios::ate：文件打开时直接定位到文件末尾。
• std::ios::binary：以二进制模式打开文件（默认是文本模式）。

示例：

std::ofstream outFile("data.bin", std::ios::binary);

5. 文件操作中的常见错误处理

• 检查文件是否成功打开： 在进行任何文件操作前，需要检查文件是否成功打开。

  std::ifstream inFile("example.txt");
  if (!inFile.is_open()) {
      std::cerr << "Failed to open file!" << std::endl;
      return 1;
  }
  

• 检查文件读写错误： 通过fail()方法检查文件操作是否成功。

  if (outFile.fail()) {
      std::cerr << "Write failed!" << std::endl;
  }
  

6. 关闭文件

• 在操作完文件后，必须关闭文件，释放资源。

  inFile.close();
  outFile.close();
  

二、网络编程

1、网络编程概述

（1）什么是网络编程？

网络编程是通过计算机网络进行数据交换和通信的编程过程。它允许不同设备或应用程序之间通过网络进行信息传递。

（2）客户端-服务器模型：

介绍网络编程中的基本模型，客户端与服务器的关系，以及如何通过网络实现通信。

（3）协议：

TCP/IP协议：最常用的网络通信协议，保证数据传输的可靠性。

UDP协议：无连接协议，相比TCP更快速，但不保证数据的可靠性。

2、C++中的网络编程基础

1、套接字（Socket）：

套接字是计算机网络通信的基础，通过套接字，应用程序能够进行数据的发送和接收。

2、网络通信的步骤：

• 创建套接字
• 绑定套接字
• 监听套接字
• 接受连接（服务器端）
• 连接到服务器（客户端）
• 数据发送与接收
• 关闭连接

3、TCP和UDP的区别

1、TCP（Transmission Control Protocol）：

• 面向连接、可靠的协议
• 提供数据完整性检查和流量控制
• 适合要求高可靠性的数据传输，如Web浏览器、文件传输等。

2、UDP（User Datagram Protocol）：

• 无连接、不可靠的协议
• 数据传输速度快，但不保证数据的完整性和顺序
• 适合实时应用，如视频流、在线游戏等。