文件系统

文件的操作

文件是根据特定的目的而收集在一起的有关数据的集合。C/C++ 把每一个文件都看成是一个有序的字节流，每个文件都是以文件结束标志（EOF）结束，如果要操作某个文件，程序应该首先打开该文件，每当一个文件被打开后（请记得关闭打开的文件），该文件就和一个流关联起来，这里的流实际上是一个字节序列。

EOF

EOF不是特殊字符，而是一个定义在头文件stdio.h的常量，一般等于-1. 如果EOF是一个特殊字符，那么假定每个文本文件的结尾都有一个EOF（也就是-1），还是可以做到的，因为文本对应的ASCII码都是正值，不可能有负值。但是，二进制文件怎么办呢？怎么处理文件内部包含的-1呢？

EOF不是一个字符，而是当系统读取到文件结尾，所返回的一个信号值（也就是-1）。(它跟字符的-1数值上相等，但是类型不同，可能发生类型转换)至于系统怎么知道文件的结尾，资料上说是通过比较文件的长度。

C/C++ 将文件分为文本文件和二进制文件。文本文件就是简单的文本文件（重点），另外二进制文件就是特殊格式的文件或者可执行代码文件等。

文件打开

1. 打开文件，将文件指针指向文件，决定打开文件类型；
2. 对文件进行读、写操作（比赛中主要用到的操作，其他一些操作暂时不写）；
3. 在使用完文件后，关闭文件。

freopen()

函数用于将指定输入输出流以指定方式重定向到文件，包含于头文件 stdio.h (cstdio) 中，该函数可以在不改变代码原貌的情况下改变输入输出环境，但使用时应当保证流是可靠的。

函数主要有三种方式：读、写和附加。

命令格式

FILE* freopen(const char* filename, const char* mode, FILE* stream);

• filename: 要打开的文件名
• mode: 文件打开的模式，表示文件访问的权限
• stream: 文件指针，通常使用标准文件流 (stdin/stdout) 或标准错误输出流 (stderr)
• 返回值：文件指针，指向被打开文件

文件打开格式
r：	以只读方式打开文件，文件必须存在，只允许读入数据 （常用）
r+	以读/写方式打开文件，文件必须存在，允许读/写数据
rb	以只读方式打开二进制文件，文件必须存在，只允许读入数据
rb+：	以读/写方式打开二进制文件，文件必须存在，允许读/写数据
rt+：	以读/写方式打开文本文件，允许读/写数据
w：	以只写方式打开文件，文件不存在会新建文件，否则清空内容，只允许写入数据 （常用）
w+：	以读/写方式打开文件，文件不存在将新建文件，否则清空内容，允许读/写数据
wb：	以只写方式打开二进制文件，文件不存在将会新建文件，否则清空内容，只允许写入数据
wb+：	以读/写方式打开二进制文件，文件不存在将新建文件，否则清空内容，允许读/写数据
a：	以只写方式打开文件，文件不存在将新建文件，写入数据将被附加在文件末尾（保留 EOF 符）
a+：	以读/写方式打开文件，文件不存在将新建文件，写入数据将被附加在文件末尾（不保留 EOF 符）
at+：	以读/写方式打开文本文件，写入数据将被附加在文件末尾
ab+：	以读/写方式打开二进制文件，写入数据将被附加在文件末尾

freopen("data.in", "r", stdin);
// data.in 就是读取的文件名，要和可执行文件放在同一目录下
freopen("data.out", "w", stdout);
// data.out 就是输出文件的文件名，和可执行文件在同一目录下

关闭io流：

fclose(stdin);
fclose(stdout);

printf/scanf/cin/cout 等函数默认使用 stdin/stdout，将 stdin/stdout 重定向后，这些函数将输入/输出到被定向的文件

fopen()

函数大致与 freopen 相同，函数将打开指定文件并返回打开文件的指针

FILE* fopen(const char* path, const char* mode)

可用读写函数（基本）

• fread/fwrite
• fgetc/fputc
• fscanf/fprintf
• fgets/fputs

C++ 的 ifstream/ofstream 文件输入输出流

本教程介绍如何从文件读取流和向文件写入流。这就需要用到 C++ 中另一个标准库 fstream，它定义了三个新的数据类型：

数据类型	描述
ofstream	该数据类型表示输出文件流，用于创建文件并向文件写入信息。
ifstream	该数据类型表示输入文件流，用于从文件读取信息。
fstream	该数据类型通常表示文件流，且同时具有 ofstream 和 ifstream 两种功能，这意味着它可以创建文件，向文件写入信息，从文件读取信息。

要在 C++ 中进行文件处理，必须在 C++ 源代码文件中包含头文件 <iostream> 和 <fstream>。

ifstream fin("data.in"); // data.in 就是读取文件的相对位置或绝对位置
ofstream fout("data.out");// data.out 就是输出文件的相对位置或绝对位置

fin.close();
fout.close();

template

#include <fstream>
using namespace std;  // 两个类型都在 std 命名空间里

ifstream fin("data.in");
ofstream fout("data.out");

int main(void) {
  /*
  中间的代码改变 cin 为 fin ，cout 为 fout 即可
  */
  fin.close();
  fout.close();
  return 0;
};

打开文件

在从文件读取信息或者向文件写入信息之前，必须先打开文件。ofstream 和 fstream 对象都可以用来打开文件进行写操作，如果只需要打开文件进行读操作，则使用 ifstream 对象。

下面是 open() 函数的标准语法，open() 函数是 fstream、ifstream 和 ofstream 对象的一个成员。

void open(const char \*filename, ios::openmode mode);

在这里，open() 成员函数的第一参数指定要打开的文件的名称和位置，第二个参数定义文件被打开的模式。

模式标志	描述
ios::app	追加模式。所有写入都追加到文件末尾。
ios::ate	文件打开后定位到文件末尾。
ios::in	打开文件用于读取。
ios::out	打开文件用于写入。
ios::trunc	如果该文件已经存在，其内容将在打开文件之前被截断，即把文件长度设为 0。

您可以把以上两种或两种以上的模式结合使用。例如，如果您想要以写入模式打开文件，并希望截断文件，以防文件已存在，那么您可以使用下面的语法：

ofstream outfile;
outfile.open("file.dat", ios::out | ios::trunc );

类似地，您如果想要打开一个文件用于读写，可以使用下面的语法：

ifstream afile;
afile.open("file.dat", ios::out | ios::in );

关闭文件

当 C++ 程序终止时，它会自动关闭刷新所有流，释放所有分配的内存，并关闭所有打开的文件。但程序员应该养成一个好习惯，在程序终止前关闭所有打开的文件。

下面是 close() 函数的标准语法，close() 函数是 fstream、ifstream 和 ofstream 对象的一个成员。

void close();

写入文件

在 C++ 编程中，我们使用流插入运算符（ << ）向文件写入信息，就像使用该运算符输出信息到屏幕上一样。唯一不同的是，在这里您使用的是 ofstream 或 fstream 对象，而不是 cout 对象。

读取文件

在 C++ 编程中，我们使用流提取运算符（ >> ）从文件读取信息，就像使用该运算符从键盘输入信息一样。唯一不同的是，在这里您使用的是 ifstream 或 fstream 对象，而不是 cin 对象。

#include <fstream>
#include <iostream>
using namespace std;
 
int main ()
{
    
   char data[100];
 
   // 以写模式打开文件
   ofstream outfile;
   outfile.open("afile.dat");
 
   cout << "Writing to the file" << endl;
   cout << "Enter your name: "; 
   cin.getline(data, 100);
 
   // 向文件写入用户输入的数据
   outfile << data << endl;
 
   cout << "Enter your age: "; 
   cin >> data;
   cin.ignore();
   
   // 再次向文件写入用户输入的数据
   outfile << data << endl;
 
   // 关闭打开的文件
   outfile.close();
 
   // 以读模式打开文件
   ifstream infile; 
   infile.open("afile.dat"); 
 
   cout << "Reading from the file" << endl; 
   infile >> data; 
 
   // 在屏幕上写入数据
   cout << data << endl;
   
   // 再次从文件读取数据，并显示它
   infile >> data; 
   cout << data << endl; 
 
   // 关闭打开的文件
   infile.close();
 
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列输入和输出：

output

$./a.out
Writing to the file
Enter your name: Zara
Enter your age: 9
Reading from the file
Zara
9

上面的实例中使用了 cin 对象的附加函数，比如 getline()函数从外部读取一行，ignore() 函数会忽略掉之前读语句留下的多余字符。

文件位置指针

istream 和 ostream 都提供了用于重新定位文件位置指针的成员函数。这些成员函数包括关于 istream 的 seekg（"seek get"）和关于 ostream 的 seekp（"seek put"）。

seekg 和 seekp 的参数通常是一个长整型。第二个参数可以用于指定查找方向。查找方向可以是 ios::beg（默认的，从流的开头开始定位），也可以是 ios::cur（从流的当前位置开始定位），也可以是 ios::end（从流的末尾开始定位）。

文件位置指针是一个整数值，指定了从文件的起始位置到指针所在位置的字节数。下面是关于定位 "get" 文件位置指针的实例：

// 定位到 fileObject 的第 n 个字节（假设是 ios::beg）
fileObject.seekg( n );
 
// 把文件的读指针从 fileObject 当前位置向后移 n 个字节
fileObject.seekg( n, ios::cur );
 
// 把文件的读指针从 fileObject 末尾往回移 n 个字节
fileObject.seekg( n, ios::end );
 
// 定位到 fileObject 的末尾
fileObject.seekg( 0, ios::end );