C++学习笔记（二十一）——文件读写

一、文件读写

作用：
文件读写指的是将数据从程序存储到文件，或从文件读取数据，以实现数据的持久化存储。
C++ 提供了 fstream 头文件，用于文件操作，主要包括：

• ofstream（输出文件流）—— 向文件写入数据
• ifstream（输入文件流）—— 从文件读取数据
• fstream（文件流）—— 同时支持读写

应用场景：

• 配置文件（保存程序设置）
• 日志系统（记录程序运行状态）
• 数据存储（存储用户数据、序列化对象）

二、C++ 文件操作库

头文件：#include <fstream>

（1）主要类：

（2）文件打开模式（open() 的 mode 参数）

（3）文件读写方法

注意：

• 文本文件： getline() 逐行读取；
• 二进制文件： read()/write() 提高性能；
• fstream 用于同时读写，避免频繁打开关闭文件。

（4）文件状态检查函数

文件状态检查函数，返回值是一个布尔值。

三、写入文件（ofstream）

示例1——向文件写入数据

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

int main() {
    ofstream outFile("test.txt");  // 创建并打开文件

    if (!outFile)
    {
        cout << "文件打开失败！" << endl;
        return -1;
    }

    outFile << "Hello, C++ 文件操作！" << endl;
    outFile << "写入第二行数据" << endl;
    outFile.close();  // 关闭文件

    cout << "数据已写入 test.txt" << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

注意：

• ofstream outFile("test.txt")：创建/打开 test.txt，默认清空文件。
• outFile << "内容"：向文件写入数据。
• outFile.close()：关闭文件，释放资源。

示例2——追加模式写入文件

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

int main() {
    ofstream outFile("test.txt", ios::app);  // 追加模式

    outFile << "追加数据 1" << endl;
    outFile << "追加数据 2" << endl;

    outFile.close();

    system("pause");
    return 0;
}

注意：

• ios::app 追加模式，不会清空文件，而是在末尾追加数据。

四、 读取文件（ifstream）

示例1——逐行读取文件

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

int main() {
    ifstream inFile("test.txt");  // 打开文件

    if (!inFile)
    {
        cout << "文件打开失败！" << endl;
        return -1;
    }

    string line;
    while (getline(inFile, line)) // 逐行读取
    {
        cout << line << endl;
    }

    inFile.close(); // 关闭文件

    system("pause");
    return 0;
}

注意：

• getline(inFile, line) 逐行读取文件内容，存入 line 变量。

示例2——逐个字符读取文件

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

int main() {
    ifstream inFile("test.txt"); // 打开文件

    if (!inFile)
    {
        cout << "文件打开失败！" << endl;
        return -1;
    }

    char ch;
    while (inFile.get(ch)) // 逐个字符读取
    {
        cout << ch;
    }

    inFile.close(); // 关闭文件

    system("pause");
    return 0;
}

注意：

• 适用于逐个字符解析文件，如读取二进制文件或处理格式化文本。

五、读写文件（fstream）

示例——同时读写文件

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

int main() {
    fstream file("data.txt", ios::in | ios::out | ios::app);  // 读写+追加

    if (!file)
    {
        cout << "文件打开失败！" << endl;
        return -1;
    }

    file << "新数据写入" << endl;

    file.seekg(0);  // 移动到文件开头
    string line;
    while (getline(file, line))
    {
        cout << line << endl;
    }

    file.close(); // 关闭文件

    system("pause");
    return 0;
}

注意：

• fstream 同时支持读写，ios::in | ios::out 使得文件可读可写。
• seekg(0) 将读指针移到文件开头，确保读取最新内容。

六、特殊用法

（1）处理二进制文件

示例1——写入二进制文件

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

struct Person 
{
    char name[20];
    int age;
};

int main() {
    ofstream outFile("person.dat", ios::binary); // 创建并打开二进制文件

    Person p1 = { "Alice", 25};
    outFile.write(reinterpret_cast<char*>(&p1), sizeof(p1));  // 写入二进制数据

    outFile.close(); // 关闭文件

    system("pause");
    return 0;
}

注意：

• ios::binary 以二进制模式打开文件。
• write(reinterpret_cast<char*>(&p1), sizeof(p1)) 将结构体写入文件。

示例2——读取二进制文件

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

struct Person
{
    char name[20];
    int age;
};

int main() {
    ifstream inFile("person.dat", ios::binary); // 打开二进制文件

    Person p;
    inFile.read(reinterpret_cast<char*>(&p), sizeof(p));  // 读取二进制数据

    cout << "姓名: " << p.name << ", 年龄: " << p.age << endl;
    inFile.close(); // 关闭文件

    system("pause");
    return 0;
}

注意：

• 适用于存储复杂数据结构（如 struct）。
• 文件大小更小，读取速度更快。

(2) 检查文件流的状态

作用：
good() 是 C++ 中std::ifstream、std::ofstream 和 std::fstream 等文件流类提供的成员函数之一。它可以检查文件流的状态，判断是否处于“良好”状态，即文件流没有遇到任何错误或异常情况。

示例：

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

int main()
{
    ifstream file("test.txt");

    if (file.good())
    {
        cout << "文件可以正常读取！" << std::endl;
    }
    else
    {
        cout << "文件不可读！可能不存在或发生了错误！" << std::endl;
    }

    file.close(); // 关闭文件

    system("pause");
    return 0;
}

(3) 获取文件大小

作用：

• tellg() 是 C++ 中 std::ifstream（输入文件流）的成员函数，用于获取当前文件读取位置的指针（文件指针），即读取操作即将在文件中的哪个字节位置执行。
• tellg() 常与 seekg() 结合使用，以计算文件大小。

示例：

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

struct Person
{
    char name[20];
    int age;
};

int main()
{
    ofstream outFile("person.dat", ios::binary); // 创建并打开二进制文件

    Person p1 = { "Alice", 25 };
    outFile.write(reinterpret_cast<char*>(&p1), sizeof(p1));  // 写入二进制数据

    outFile.close(); // 关闭文件

    ifstream file("person.dat", ios::binary); // 打开二进制文件

    file.seekg(0, ios::end);  // 将指针移动到文件末尾
    streampos fileSize = file.tellg();  // 获取当前位置，即文件大小
    cout << "文件大小: " << fileSize << " 字节" << std::endl;

    file.close();

    system("pause");
    return 0;
}