C++學習手記六：C++文件處理 頂 原

C++文件操作的常見頭文件分別爲<iostream>和<fstream>

本文規定輸入流（stream input）的方向是從文件到程序的流，輸出流爲程序到文件的流。

順序存取文件讀寫：

向硬盤中寫入文件示例（C++11 Chap 14.3 p.g.447）：

// Fig. 14.3: fig14_03.cpp
// Create a sequential file.
#include <iostream>
#include <string>
#include <fstream> // contains file stream processing types
#include <cstdlib> // exit function prototype
using namespace std;

int main()
{
   // ofstream constructor opens file                
  ofstream outClientFile("../Read_From_File/clients.txt", ios::out);
   
   //Can also be written as this because ios::out is by default:             
   //ofstream outClientFile( "../Read_From_File/clients.txt" );
//   //Can also be written as:
//   ofstream outClientFile;
//   outClientFile.open("../Read_From_File/clients.txt");
   
   // exit program if unable to create file
   if ( !outClientFile ) // overloaded ! operator
   {
      cerr << "File could not be opened" << endl;
      exit( EXIT_FAILURE );
   } // end if

   cout << "Enter the account, name, and balance." << endl
      << "Enter end-of-file to end input.\n? ";

   int account; // the account number
   string name; // the account owner's name
   double balance; // the account balance

   // read account, name and balance from cin, then place in file
   while ( cin >> account >> name >> balance )
   {
      outClientFile << account << ' ' << name << ' ' << balance << endl;
      cout << "? ";
   } // end while

    outClientFile.close();
} // end main

一般地，C++文件有以下幾種打開方式：

• ios::app，打開文件，並使得輸出流從文件結尾位置開始輸出
• ios::ate，打開文件，並指向文件結尾（通常也是用於擴展文件）
• ios::in，打開文件，啓用輸入流
• ios::out，若文件已經存在，打開並清空文件；若文件不存在，新建文件。啓用輸出流寫數據
• ios::trunc，清空原文件中的內容
• ios::binary，以二進制形式打開文件，準備讀寫二進制流

在程序中讀取硬盤文件示例：

// Fig. 14.6: fig14_06.cpp
// Reading and printing a sequential file.
#include <iostream>
#include <fstream> // file stream
#include <iomanip>
#include <string>
#include <cstdlib> // exit function prototype
using namespace std;

void outputLine( int, const string &, double ); // prototype

int main()
{
   // ifstream constructor opens the file          
   ifstream inClientFile( "clients.txt", ios::in );

   // exit program if ifstream could not open file
   if ( !inClientFile ) 
   {
      cerr << "File could not be opened" << endl;
      exit( EXIT_FAILURE );
   } // end if

   int account; // the account number
   string name; // the account owner's name
   double balance; // the account balance

   cout << left << setw( 10 ) << "Account" << setw( 13 ) 
      << "Name" << "Balance" << endl << fixed << showpoint;

   // display each record in file
   while ( inClientFile >> account >> name >> balance )
      outputLine( account, name, balance );
} // end main

// display single record from file
void outputLine( int account, const string &name, double balance )
{
   cout << left << setw( 10 ) << account << setw( 13 ) << name
      << setw( 7 ) << setprecision( 2 ) << right << balance << endl;

} // end function outputLine

在順序存取文件中，光標所指的字符位置可以通過seekg（對於輸入流來說）以及seekp（對於輸出流來說）進行更改，可以通過tellp和tellg獲得。這兩個函數的使用示例如下（C++11 Chap 14.4 p.g.452）：

//光標指向文件的第n字節，默認模式ios::beg
fileObj.seekg(n); 或
//fileObj.seekg(n, ios::beg);
//由於ios::beg爲默認模式，因此可以不指定

//光標指向文件從當前位置往後算n字節：
fileObj.seekg(n, ios::cur);

//光標指向文件結尾往回算第n字節：
fileObj.seekg(n, ios::end);

//獲取光標當前位置：
long location = fileObj.tellg();

fileObj.clear()往往與fileObj.seekp(n)配合使用，用於清除當前光標狀態並重新尋找文件中相應的位置。

在I/O操作中，remove(char * path)函數（頭文件<stdio.h>）用於刪除已存在的文件，但需要注意刪除之前必須先關閉文件。

隨機存取文件讀寫

隨機存取文件是指文件中任何內容的搜索成本都是O（1）的文件。隨機存取文件往往以對象的形式存儲整塊內容，由於每塊內容大小相同，因此通過尋找相應的塊號碼則可以快速讀取文件內容。由於大量的塊事實上可能是空塊，因此隨機存取策略是一個典型的用空間換時間的流存取策略（C++11 Chap 14.9 p.g.466）

隨機存取文件初始化示例如下：

ofstream outCredit( “credit.dat”, ios::out | ios::in | ios::binary);
//If can not open, generate error information, similar as examples above:
if(!outCredit){...}

//Suppose ClientData is an already defined class
ClientData blankClient;

for(int i = 0; i < 100; i++)
    outCredit.write( reinterpret_cast<const char *>( &blankClient), sizeof(ClientData) );

寫入/更新示例如下：

// seek position in file of user-specified record
      outCredit.seekp( ( client.getAccountNumber() - 1 ) * 
         sizeof( ClientData ) );

      // write user-specified information in file
      outCredit.write( reinterpret_cast<char *>(&client),
         sizeof( ClientData ) );

讀取示例如下：

//Prototype of output function:
void outputLine( ostream&, const ClientData & ); 
//in main:
ifstream inCredit( "../RandomAccessProject/credit.txt", ios::in | ios::binary );
// read all records from file
   while ( inCredit && !inCredit.eof() ) 
   {
      // display record
      if ( client.getAccountNumber() != 0 )
         outputLine( cout, client );

      // read next from file
      inCredit.read( reinterpret_cast< char * >( &client ),
         sizeof( ClientData ) );
   } // end while