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C++ 教程

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C++ fstream

❮ fstream 类


示例

使用 fstream 读写文件

#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;

int main() {
  // Create and open a text file
  fstream MyFile("filename.txt");

  // Write to the file
  MyFile << "Files can be tricky, but it is fun enough!";
  
  // Read from the file
  string myText;
  getline(MyFile, myText);
  cout << myText;

  // Close the file
  MyFile.close();
} 

定义和用法

fstream 类("file stream" 的缩写)用于读写文件。

fstream 类定义在 <fstream> 头文件中。

要打开一个文件,将文件路径传递给构造函数

fstream MyFile("filename.txt");

fstream 类有多种用于读写文件的函数,如下所列。


文件指针函数

文件指针是内部变量,指示在文件中的何处进行读写。

文件指针函数用于操作文件指针。有用于文件指针和文件指针的函数,但 fstream 类对这两个操作使用相同的指针,因此改变其中一个也会改变另一个。

seekg()

seekg(position) 方法将文件指针移动到相对于文件开头的指定位置。

MyFile.seekg(6)

seekg(position, origin) 方法将文件指针移动到相对于某个源点的指定位置。源点有三个可能的值:

  • fstream::beg - 位置相对于文件开头。
  • fstream::cur - 位置相对于当前文件位置。
  • fstream::end - 位置相对于文件末尾。

将读文件指针移动到不同位置

MyFile.seekg(6, fstream::beg);
cout << MyFile.tellg() << "\n";
MyFile.seekg(-3, fstream::cur);
cout << MyFile.tellg() << "\n";
MyFile.seekg(-4, fstream::end);
cout << MyFile.tellg() << "\n";

tellg()

tellg() 方法返回文件指针在文件中的当前位置。

cout << MyFile.tellg();

seekp()

seekp(position) 方法将文件指针移动到相对于文件开头的指定位置。

MyFile.seekp(6)

seekp(position, origin) 方法将文件指针移动到相对于某个源点的指定位置。源点有三个可能的值:

  • fstream::beg - 位置相对于文件开头。
  • fstream::cur - 位置相对于当前文件位置。
  • fstream::end - 位置相对于文件末尾。

将写文件指针移动到不同位置

MyFile.seekp(6, fstream::beg);
cout << MyFile.tellp() << "\n";
MyFile.seekp(-3, fstream::cur);
cout << MyFile.tellp() << "\n";
MyFile.seekp(-4, fstream::end);
cout << MyFile.tellp() << "\n";

tellp()

tellp() 方法返回文件指针在文件中的当前位置。

cout << MyFile.tellp();

文件读取函数

文件读取函数从文件中提取字符并移动文件指针。

get()

get() 方法从文件中读取单个字符,并以 int 值的形式返回其 ASCII 值。将其转换为 char 类型以查看该字符。文件指针移动到文件中的下一个字符。

char myChar = MyFile.get();
cout << myChar;

get(destination, size, delimiter) 方法将从文件中读取的数据最多 size 个字符写入目标位置。一旦遇到换行符、文件末尾或由 delimiter 参数给定的可选字符,它就会停止读取。写入 destination 的值总是以 \0 空终止符结尾。此方法将文件指针移动到它停止读取的换行符或分隔符处。

char destination[20];
MyFile.get(destination, 20);
cout << destination << "\n";

// Stop reading when a '.' is found
MyFile.get(destination, 20, '.');
cout << destination << "\n";

getline()

getline(destination, size, delimiter) 方法与 get(destination, size, delimiter) 方法相同,只是换行符或分隔符被丢弃,文件指针移动到其后的字符。

char destination[20];
MyFile.getline(destination, 20);
cout << destination << "\n";

// Stop reading when a '.' is found
MyFile.getline(destination, 20, '.');
cout << destination << "\n";

还有一个类似的 getline(stream, destination, delimiter) 函数,它从 stream 参数中的 fstream 对象指定的文件中读取所有字符,直到下一个换行符(或可选的 delimiter),并将它们写入 destination 指定的字符串中。

string destination;
getline(MyFile, destination);
cout << destination << "\n";

// Stop reading when a '.' is found
getline(MyFile, destination, '.');
cout << destination << "\n";

read()

read(destination, n) 方法从文件中读取 n 个字符,并将它们写入 destination 参数指定的 char 数组中。与其他函数不同,它不会在换行符处停止读取,也不会在数据末尾添加空终止符。

char destination[20];
MyFile.read(destination, 19);
destination[20] = '\0'; // Make sure it ends with a null terminating character
cout << destination << "\n";

peek()

peek() 方法从文件中读取单个字符,并以 int 值的形式返回其 ASCII 值。将其转换为 char 类型以查看该字符。与 get() 方法不同,此方法不移动文件指针。

char myChar = MyFile.peek();
cout << myChar;

gcount()

gcount() 方法返回最近调用的文件读取方法从文件中提取的字符数。

char destination[20];
MyFile.getline(destination, 20);
cout << MyFile.gcount() << "\n";

文件写入函数

文件写入函数将数据写入文件,并将文件指针移动到写入内容后的第一个位置。

write()

write(str, n) 方法将 char 数组 str 中的 n 个字符写入文件,并将文件指针向前移动 n 个字符。

char myStr[] = "Hello World!";
MyFile.write(myStr, 5);

put()

put(c) 方法将指定的字符 c 写入文件,并将文件指针向前移动一个字符。

char grade = 'B';
MyFile.put(grade);

文件处理函数

文件处理函数打开和关闭文件。

open()

open(filepath) 方法打开 filepath 指定路径的文件。如果文件已经打开,则此方法无效。

ofstream MyFile;
MyFile.open("filename.txt");

is_open()

is_open() 方法如果文件已打开则返回 true,如果没有文件打开则返回 false。

fstream MyFile;
cout << MyFile.is_open(); << "\n"; // Displays 0 because the file is not open
MyFile.open("filename.txt");
cout << MyFile.is_open(); << "\n"; // Displays 1 because the file is open

close()

close() 方法关闭文件。完成文件操作后关闭文件以释放资源是一个好习惯。

MyFile.close();

rdbuf()

rdbuf() 方法返回一个指向内部 filebuf 对象的指针,该对象直接处理文件。

filebuf * buf = MyFile.rdbuf();

提取运算符

>> 提取运算符从文件中的当前位置读取多个字符,对其进行解释,并将解释后的值写入变量中。然后文件指针移动到下一个尚未读取的字符。字符的解释方式取决于变量的数据类型。

语法

MyFile >> variable

它也可以多次使用,以一个接一个地读取文件的各个部分。

MyFile >> variable1 >> variable2 >> variable3

>> 提取运算符首先跳过空白字符(空格、制表符和换行符),直到遇到第一个非空白字符。之后,它根据变量的数据类型遵循下表中的规则。

数据类型 描述 示例
int
long
short
读取一系列数字并将其解释为整数。该序列前面可以有一个符号(“+”或“-”)。它在遇到第一个非数字字符时停止读取。
如果未找到有效序列,ifstream 对象将失败并停止进一步读取。
  15
+125
 -30
bool 按上述方式读取一个整数,然后将 0 解释为 false,将 1 解释为 true。任何其他整数值都将被解释为 true,但 ifstream 对象将失败并停止进一步读取。
下一节中描述的 boolalpha 操作符完全改变了这种行为。
   0
   1
 +01
float
double
读取有效的字符序列并将其解释为浮点数。有效序列至少有一个数字,前面可以有一个符号(“+”或“-”),后面可以跟一个小数点和十进制数字。也可以使用科学记数法(一个数字后跟“e”或“E”和一些数字)。
如果未找到有效序列,fstream 对象将失败并停止进一步读取。
 5
-5.46
+2e4
-1.62E-5
char 从文件中读取单个字符。
如果文件指针在文件末尾,fstream 对象将失败并停止进一步读取。
B
string
char *
读取所有字符,直到下一个空白(空格、制表符或换行符)、空终止符或文件末尾。变量的值将添加一个 \0 空终止符。
如果文件指针已经在一个空终止符或文件末尾,fstream 对象将失败并停止进一步读取。
Hello

操作符

操作符可以代替变量使用。使用操作符时,它们会改变 fstream 对象解释数据的方式。操作符的效果会一直保持,直到另一个操作符改变它。

下表列出了可以与 >> 提取运算符一起使用的操作符。

操作符 描述
noskipws >> 提取运算符将读取空白字符,而不是跳过它们。这主要对 char 类型变量有用,因为对于其他数据类型,它在遇到空白时会停止读取。
skipws 重置由 noskipws 操作符所做的更改。
ws 将文件指针移动到文件中下一个没有空白的位置。
hex 在使用整数变量时,期望数字的十六进制表示(0 到 9 和 A 到 F)。
oct 在使用整数变量时,期望数字的八进制表示(0 到 7)。
dec 在使用整数变量时,期望数字的十进制表示(0 到 9)。这将重置由 hexoct 操作符所做的更改。
boolalpha 为布尔变量读取数据时,它会查找字符序列 "true" 或 "false",而不是查找整数。
noboolalpha 重置由 boolalpha 操作符所做的更改。

示例

使用操作符改变数据的解释方式

bool myBool;
int myInt;

// Interpret character sequences "true" and "false" as boolean values
MyFile >> boolalpha >> myBool;

// Revert to reading booleans normally
MyFile >> noboolalpha;

// Read hexadecimal numbers from the file and interpret them as integers
MyFile >> hex >> myInt;

// Revert to reading integers normally
MyFile >> dec;

插入运算符

<< 插入运算符将字面值或变量的内容写入文件。

int year = 2024;
MyFile << year << "\n";
MyFile << "Files can be tricky, but it is fun enough!";

操作符

操作符改变写入文件的数据的格式。它们与 << 插入运算符一起使用,方式与字面值和变量相同。

除了 setw(),操作符的效果会一直保持,直到另一个操作符改变它。

下表显示了有用的操作符列表

操作符 描述 示例
boolalpha 将布尔值写为 "true" 和 "false",而不是 "1" 和 "0"。 MyFile << boolalpha << false;
dec 将整数表示为十进制数字。 MyFile << dec << 12;
endl 写入一个换行符。此操作符还会刷新输出缓冲区,这使得它比打印 \n 效率低。 MyFile << "Line 1" << endl << "Line 2";
ends 写入用于结束 C 风格字符串的 \0 空终止符。 MyFile << "Hello World!" << ends;
fixed 用固定的小数位数表示浮点数。小数位数可以使用 setprecision() 操作符来确定。 MyFile << fixed << 19.99;
hex 将整数表示为十六进制数字。 MyFile << hex << 12;
internal 如果指定了宽度(使用 setw() 操作符),数字的符号将左对齐,而值将右对齐,其他数据类型的输出将右对齐。 MyFile << setw(10) << internal << -12345;
left 如果指定了宽度(使用 setw() 操作符),则将输出左对齐。 MyFile << setw(10) << left << "Hello";
noboolalpha 用于重置由 boolalpha 操作符所做的更改。 MyFile << noboolalpha << false;
noshowbase 用于重置由 showbase 操作符所做的更改。 MyFile << hex << noshowbase << 12;
noshowpoint 用于重置由 showpoint 操作符所做的更改。 MyFile << noshowpoint << 12345.0;
noshowpos 用于重置由 showpos 操作符所做的更改。 MyFile << noshowpos << 12;
nouppercase 用于重置由 uppercase 操作符所做的更改。 MyFile << hex << nouppercase << 12;
oct 将整数表示为八进制数字。 MyFile << oct << 12;
right 如果指定了宽度(使用 setw() 操作符),则将输出右对齐。 MyFile << setw(10) << right << "Hello";
scientific 用科学记数法表示浮点数。小数位数可以使用 setprecision() 操作符来确定。 MyFile << fixed << 19.99;
setfill() 选择一个字符用作填充。
需要 <iomanip> 库。
MyFile << setfill('.') << setw(10) << 19.99;
setprecision() 选择浮点数的精度。如果使用了 fixedscientific 操作符,它指定小数位数,否则它指定有效数字的数量。
需要 <iomanip> 库。
MyFile << setprecision(4) << 12.3456;
setw() 指定下一个输出的最小字符宽度。如果输出不够宽,则添加填充以填充剩余空间。
需要 <iomanip> 库。
MyFile << setw(10) << "Hello";
showbase 将整数表示为十六进制或八进制时,在数字前加上 "0x" 或 "0" 以显示其基数。 MyFile << hex << showbase << 12;
showpoint 总是为浮点数写入小数点,即使不需要。 MyFile << showpoint << 12345.0;
showpos 总是在正数旁边写入 + 号。 MyFile << showpos << 12;
uppercase 用大写字母表示十六进制数字和科学记数法中的 "e"。 MyFile << hex << uppercase << 12;

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