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
- 打开文件,将文件指针指向文件,决定打开文件类型;
- 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);
- 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();
#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:
$./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 );