C++基础教程面向对象（学习笔记（106））

基本文件I / O

C ++中的文件I / O与普通I / O非常相似（有一些小的复杂性）。C ++中有3个基本文件I / O类：ifstream（派生自istream），ofstream（派生自ostream）和fstream（派生自iostream）。这些类分别进行文件输入，输出和输入/输出。要使用文件I / O类，您需要包含fstream标头。

与已经可以使用的cout，cin，cerr和clog流不同，文件流必须由程序员明确设置。但是，这非常简单：打开一个文件进行读取和/或写入，只需实例化相应文件I / O类的对象，并将文件名作为参数。然后使用插入（<<）或提取（>>）运算符来写入或读取文件中的数据。完成后，有几种方法可以关闭文件：显式调用close（）函数，或者让文件I / O变量超出范围（文件I / O类析构函数将为您关闭文件） 。

文件输出

要在以下示例中执行文件输出，我们将使用ofstream类。这非常简单：

#include <fstream>
#include <iostream>
#include <cstdlib> //exit()
 
int main()
{
    using namespace std;
 
    // ofstream用于写入文件
    // 我们将创建一个名为Sample.dat的文件
    ofstream outf("Sample.dat");
 
    //如果我们无法打开输出文件流进行写入
    if (!outf)
    {
        // 打印错误并且退出
        cerr << "Uh oh, Sample.dat could not be opened for writing!" << endl;
        exit(1);
    }
 
    // 我们将在这个文件中写入两行
    outf << "This is line 1" << endl;
    outf << "This is line 2" << endl;
 
    return 0;
	
    // 当超出范围
    //  这个ofstream析构函数将关闭这个文件
}

如果查看项目目录，应该会看到一个名为Sample.dat的文件。如果用文本编辑器打开它，你会发现它确实包含我们写入文件的两行。

请注意，也可以使用put（）函数将单个字符写入文件。

文件输入

现在，我们将获取我们在上一个示例中编写的文件，并从磁盘中读回来。请注意，如果我们已到达文件末尾（EOF），ifstream将返回0。我们将使用这个事实来确定要阅读多少。

#include <fstream>
#include <iostream>
#include <string>
#include <cstdlib> // exit()
 
int main()
{
    using namespace std;
 
    // ifstream用于读取文件
    // 我们将从一个名为Sample.dat的文件中读取
    ifstream inf("Sample.dat");
 
    //如果我们无法打开输出文件流进行读取
    if (!inf)
    {
        // 打印错误并且退出
        cerr << "Uh oh, Sample.dat could not be opened for reading!" << endl;
        exit(1);
    }
 
    // 虽然还有东西可以read
    while (inf)
    {
        // 将文件中的内容读入字符串并打印出来
        std::string strInput;
        inf >> strInput;
        cout << strInput << endl;
    }
    
    return 0;
	
    // 当超出范围
    //  这个ofstream析构函数将关闭这个文件
}

这会产生结果：

This
is
line
1
This
is
line
2

嗯，那不是我们想要的。请记住，提取运算符处理“格式化输出”，并在空白处打破。为了读取整行，我们必须使用getline（）函数。

#include <fstream>
#include <iostream>
#include <string>
#include <cstdlib> // exit()
 
int main()
{
    using namespace std;
 
    // ifstream用于读取文件
    // 我们将从一个名为Sample.dat的文件中读取
    ifstream inf("Sample.dat");
 
    // 如果我们无法打开输入文件流进行读取
    if (!inf)
    {
        // 打印错误并且退出
        cerr << "Uh oh, Sample.dat could not be opened for reading!" << endl;
        exit(1);
    }
 
    // 虽然还有一些东西需要阅读
    while (inf)
    {
        // 将文件中的内容读入字符串并打印出来
        std::string strInput;
        getline(inf, strInput);
        cout << strInput << endl;
    }
    
    return 0;
	
    // 当超出范围
    //  这个ofstream析构函数将关闭这个文件
}

这会产生结果：
This is line 1
This is line 2
缓冲输出

可以缓冲C ++中的输出。这意味着输出到文件流的任何内容都可能无法立即写入磁盘。相反，可以对几个输出操作进行批处理和一起处理。这主要是出于性能原因。将缓冲区写入磁盘时，这称为刷新缓冲区。导致缓冲区刷新的一种方法是关闭文件，缓冲区的内容将刷新到磁盘，然后文件将被关闭。

缓冲通常不是问题，但在某些情况下，它可能导致不警惕的并发症。在这种情况下，主要的罪魁祸首是缓冲区中有数据，然后程序立即终止（通过崩溃或通过调用exit（））。在这些情况下，不执行文件流类的析构函数，这意味着文件永远不会关闭，这意味着永远不会刷新缓冲区。在这种情况下，缓冲区中的数据不会写入磁盘，并且会永久丢失。这就是为什么在调用exit（）之前显式关闭任何打开的文件总是一个好主意。

可以使用ostream :: flush（）函数手动刷新缓冲区或将std :: flush发送到输出流。这些方法中的任何一个都可以用于确保缓冲区的内容立即写入磁盘，以防程序崩溃。

一个有趣的注意事项是std :: endl; 还会刷新输出流。因此，过度使用std :: endl（导致不必要的缓冲区刷新）会在执行缓冲I / O时产生性能影响，其中刷新是昂贵的（例如写入文件）。出于这个原因，具有性能意识的程序员通常会使用’\ n’而不是std :: endl在输出流中插入换行符，以避免不必要的缓冲区刷新。

文件模式

如果我们尝试写入已存在的文件会发生什么？再次运行输出示例显示每次运行程序时都会完全覆盖原始文件。相反，如果我们想在文件的末尾添加更多数据呢？事实证明，文件流构造函数采用可选的第二个参数，允许您指定有关如何打开文件的信息。此参数称为模式，它接受的有效标志位于Ios类中。

Ios文件模式	含义
app	以附加模式打开文件
ate	在读/写之前寻找文件的末尾
binary	以二进制模式打开文件（而不是文本模式）
in	以读取模式打开文件（ifstream的默认值）
out	以写入模式打开文件（ofstream的默认值）
trunc	如果文件已存在，则删除该文件

可以通过将它们按位OR运算来指定多个标志（使用|运算符）。Ifstream默认为ios :: in file模式。Ofstream默认为ios :: out文件模式。并且fstream默认为ios :: in | ios :: out文件模式，意味着您可以默认读取和写入。

让我们编写一个程序，将另外两行添加到我们之前创建的Sample.dat文件中：

#include <cstdlib> // for exit()
#include <iostream>
#include <fstream>
 
int main()
{
    using namespace std;
 
    // 我们将通过ios：app标志告诉ofstream追加
    // 而不是重写文件。我们不需要传入ios :: out
    // 因为ofstream默认为ios :: out
    ofstream outf("Sample.dat", ios::app);
 
    // 如果我们无法打开输出文件流进行写入
    if (!outf)
    {
        // 打印错误并退出
        cerr << "Uh oh, Sample.dat could not be opened for writing!" << endl;
        exit(1);
    }
 
    outf << "This is line 3" << endl;
    outf << "This is line 4" << endl;
    
	return 0;
	
    // 当超出范围
    //  这个ofstream析构函数将关闭这个文件
}

现在，如果我们看看Sample.dat（使用上面打印其内容的示例程序之一，或者在文本编辑器中加载它），我们将看到以下内容：

This is line 1
This is line 2
This is line 3
This is line 4
使用open（）显式打开文件

就像可以使用close（）显式关闭文件流一样，也可以使用open（）显式打开文件流。open（）的工作方式与文件流构造函数一样,它采用文件名和可选的文件模式。

例如：

ofstream outf("Sample.dat");
outf << "This is line 1" << endl;
outf << "This is line 2" << endl;
outf.close(); // 显式关闭文件
 
// 哎呀，我们忘记了什么
outf.open("Sample.dat", ios::app);
outf << "This is line 3" << endl;
outf.close();