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C++ fstream 类

❮ fstream 类


示例

使用 fstream 读取和写入文件:

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

int main() {
  // 创建并打开文本文件
  fstream MyFile("filename.txt");

  // 写入文件
  MyFile << "Files can be tricky, but it is fun enough!";
  
  // 从文件中读取数据
  string myText;
  getline(MyFile, myText);
  cout << myText;

  // 关闭文件
  MyFile.close();
} 

定义和用法

fstream 类(即"文件流"的缩写)用于读写文件。

fstream 类定义在 头文件中。

要打开文件,请将文件路径传递给构造函数:

fstream MyFile("filename.txt");

fstream 类包含多种用于读取和写入文件的函数,如下所示。


文件指针函数

文件指针是内部变量,用于指示文件中的读取或写入位置。

文件指针函数用于操作文件指针。有用于读取文件指针和写入文件指针的函数,但 fstream 类对这两种操作使用同一个指针,因此更改其中一个也会更改另一个。

seekg()

seekg(position) 方法将读取文件的指针移动到相对于文件开头的指定位置。

MyFile.seekg(6)

seekg(position, origin) 方法将读取的文件指针移动到文件中相对于 origin 的指定 position 位置。origin 有三个可能的值:

  • fstream::beg - 位置相对于文件开头。
  • fstream::cur - 位置相对于当前文件位置。
  • fstream::end - 位置相对于文件末尾。

将读取的文件指针移动到不同的位置:

MyFile.seekg(6, fstream::beg);
cout << MyFile.tellg() << "
";
MyFile.seekg(-3, fstream::cur);
cout << MyFile.tellg() << "
";
MyFile.seekg(-4, fstream::end);
cout << MyFile.tellg() << "
";

tellg()

tellg() 方法返回文件指针在文件中的当前位置。

cout << MyFile.tellg();

seekp()

seekp(position) 方法将写入文件指针移动到相对于文件开头的指定位置。

MyFile.seekp(6)

seekp(position, origin) 方法将写入文件的指针移动到文件中相对于 origin 的指定 position 位置。origin 有三个可能的值:

  • fstream::beg - 位置相对于文件开头。
  • fstream::cur - 位置相对于当前文件位置。
  • fstream::end - 位置相对于文件末尾。

将写入文件指针移动到不同的位置:

MyFile.seekp(6, fstream::beg);
cout << MyFile.tellp() << "
";
MyFile.seekp(-3, fstream::cur);
cout << MyFile.tellp() << "
";
MyFile.seekp(-4, fstream::end);
cout << MyFile.tellp() << "
";

tellp()

tellp() 方法返回文件中写入指针的当前位置。

cout << MyFile.tellp();

文件读取函数

文件读取函数从文件中提取字符并移动文件指针。

get()

get() 方法从文件中读取单个字符,并返回其 ASCII 值(int 类型)。将其转换为 char 类型即可查看该字符。文件指针会移动到文件中的下一个字符。

char myChar = MyFile.get();
cout << myChar;

get(destination, size, delimiter) 方法将从文件中读取的数据写入最多 size 个字符到目标位置。当遇到换行符、文件末尾或由 delimiter 参数指定的可选字符时,读取操作将停止。写入 destination 的值始终以空终止符 \0 结尾。此方法会将文件指针移动到读取操作停止时的换行符或分隔符处。

char destination[20];
MyFile.get(destination, 20);
cout << destination << "
";

// 遇到“.”时停止阅读。
MyFile.get(destination, 20, '.');
cout << destination << "
";

getline()

getline(destination, size, delimiter) 方法与 get(destination, size, delimiter) 方法相同,区别在于前者会丢弃换行符或分隔符,并将文件指针移动到其后的字符。

char destination[20];
MyFile.getline(destination, 20);
cout << destination << "
";

// 遇到“.”时停止阅读。
MyFile.getline(destination, 20, '.');
cout << destination << "
";

还有一个类似的 getline(stream, destination, delimiter) 函数,它从 stream 参数中 fstream 对象指定的文件中读取直到下一个换行符(或可选的 delimiter)的所有字符,并将它们写入 destination 指定的字符串。

string destination;
getline(MyFile, destination);
cout << destination << "
";

// 遇到“.”时停止阅读。
getline(MyFile, destination, '.');
cout << destination << "
";

read()

read(destination, n) 方法从文件中读取 n 个字符,并将它们写入由 destination 参数指定的 char 数组中。与其他函数不同,它不会在换行符处停止读取,也不会在数据末尾添加空终止符。

char destination[20];
MyFile.read(destination, 19);
destination[20] = '\0'; //确保它以空终止符结尾。
cout << destination << "
";

peek()

peek() 方法从文件中读取单个字符,并返回其 ASCII 值(int 类型)。将其转换为 char 类型即可查看该字符。与 get() 方法不同,此方法不会移动文件指针。

char myChar = MyFile.peek();
cout << myChar;

gcount()

gcount() 方法返回最近一次调用的文件读取方法从文件中提取的字符数。

char destination[20];
MyFile.getline(destination, 20);
cout << MyFile.gcount() << "
";

文件写入函数

文件写入函数将数据写入文件,并将文件指针移动到写入内容之后的第一个位置。

write()

write(str, n) 方法将 char 数组 str 中的 n 个字符写入文件,并将文件指针向前移动 n 个字符。

char myStr[] = "Hello World!";
MyFile.write(myStr, 5);

put()

put(c) 方法将指定的字符 c 写入文件,并将文件指针向前移动一个字符。

char grade = 'B';
MyFile.put(grade);

文件处理函数

文件处理函数用于打开和关闭文件。

open()

open(filepath) 方法用于打开 filepath 指定的路径下的文件。如果文件已打开,则此方法无效。

ofstream MyFile;
MyFile.open("filename.txt");

is_open()

is_open() 方法在文件打开时返回 true,在没有文件打开时返回 false。

fstream MyFile;
cout << MyFile.is_open(); << "
"; // 显示 0,因为文件未打开。
MyFile.open("filename.txt");
cout << MyFile.is_open(); << "
"; // 显示 1,因为文件已打开

close()

close() 方法用于关闭文件。使用完毕后,最好关闭文件以释放资源。

MyFile.close();

rdbuf()

rdbuf() 方法返回指向内部 filebuf 对象的指针,该对象直接处理文件。

filebuf * buf = MyFile.rdbuf();

提取运算符

>>提取运算符从文件的当前位置读取若干字符,解释这些字符并将解释后的值写入一个变量。然后,文件指针移动到下一个尚未读取的字符。字符的解释方式取决于变量的数据类型。

语法

MyFile >> variable

它还可以多次使用,逐段读取文件内容。

MyFile >> variable1 >> variable2 >> variable3

>> 提取运算符首先跳过空白字符(空格、制表符和换行符),直到遇到第一个非空白字符。之后,它会根据变量的数据类型遵循下表所示的规则。

数据类型 描述 示例
int
long
short
读取一串数字并将其解释为整数。该序列前面可以有一个符号("+"或"-")。它会在遇到第一个非数字字符时停止读取。
如果未找到有效的序列,ifstream 对象将失败并停止读取。
  15
+125
 -30
bool 读取整数的方式与上述相同,然后将 0 解释为 false,将 1 解释为 true。任何其他整数值都将被解释为 true,但 ifstream 对象将失败并停止读取。
下一节中描述的 boolalpha 操作符将完全改变此行为。
   0
   1
 +01
float
double
读取有效的字符序列并将其解释为浮点数。有效的序列至少包含一个数字,前面可以有符号("+"或"-"),后面可以有小数点和小数位。也可以使用科学计数法(一个数字后跟"e"或"E"以及一些数字)。
如果未找到有效的序列,fstream 对象将失败并停止读取。
 5
-5.46
+2e4
-1.62E-5
char 从文件中读取单个字符。
如果文件指针位于文件末尾,则 fstream 对象将失败并停止读取。
B
string
char *
读取直到下一个空白字符(空格、制表符或换行符)、空终止符或文件末尾的所有字符。变量的值将添加一个空终止符 \0。
如果文件指针已经指向空终止字符或文件末尾,则 fstream 对象将失败并停止进一步读取。
Hello

操纵符

操纵符可以代替变量使用。使用操纵符时,它们会改变 fstream 对象对数据的解释方式。操纵符的效果会一直持续到另一个操纵符改变它为止。

下表列出了可与>>提取运算符一起使用的操纵符。

操纵符 描述
noskipws 提取运算符不会跳过空白字符,而是会读取它们。这对于 char 类型变量尤其有用,因为对于其他数据类型,它会在遇到空白字符时停止读取。
skipws 重置由noskipws操纵符所做的更改。
ws 将文件指针移动到文件中下一个不包含空白字符的位置。
hex 使用整数变量时,请接受十六进制表示(数字 0 到 9 和 A 到 F)。
oct 使用整型变量时,请预期数字以八进制(0 到 7)表示。
dec 使用整型变量时,请预期数字以十进制(0 到 9)表示。这将重置 hex 和 oct 操作符所做的更改。
boolalpha 读取布尔变量的数据时,它不会查找整数,而是查找字符序列"true"或"false"。
noboolalpha 重置 boolalpha 操纵符所做的更改。

示例

使用操纵符来改变数据的解读方式:

bool myBool;
int myInt;

// 将字符序列"true"和"false"解释为布尔值
MyFile >> boolalpha >> myBool;

// 恢复正常读取布尔值。
MyFile >> noboolalpha;

// 从文件中读取十六进制数并将其解释为整数
MyFile >> hex >> myInt;

// 恢复正常读取整数的方式
MyFile >> dec;

插入运算符

<< 插入运算符将字面值或变量的内容写入文件。

int year = 2024;
MyFile << year << "
";
MyFile << "Files can be tricky, but it is fun enough!";

操纵符

操纵符用于改变写入文件的数据格式。它们与字面值和变量一样,与插入运算符 << 一起使用。

除了 setw() 之外,操纵符的效果会一直持续,直到被另一个操纵符改变为止。

下表列出了一些常用的操纵符:

操纵符 描述 示例
boolalpha 将布尔值写入"true"和"false",而不是"1"和"0"。 MyFile << boolalpha << false;
dec 将整数表示为十进制数字。 MyFile << dec << 12;
endl 写入换行符。此操作符还会清空输出缓冲区,因此其效率低于打印 。 MyFile << "Line 1" << endl << "Line 2";
ends 写入用于结束 C 风格字符串的 \0 空终止符。 MyFile << "Hello World!" << ends;
fixed 表示具有固定小数位数的浮点数。小数位数可以通过setprecision()操作符设置。 MyFile << fixed << 19.99;
hex 将整数表示为十六进制数字。 MyFile << hex << 12;
internal 如果指定了宽度(使用 setw() 操作符),则数字的符号将左对齐,值将右对齐;其他数据类型的输出将右对齐。 MyFile << setw(10) << internal << -12345;
left 如果指定了宽度(使用 setw() 操作符),则输出左对齐。 MyFile << setw(10) << left << "Hello";
noboolalpha 用于重置boolalpha操纵器所做的更改。 MyFile << noboolalpha << false;
noshowbase 用于重置由showbase操纵器所做的更改。 MyFile << hex << noshowbase << 12;
noshowpoint 用于重置 showpoint 操作符所做的更改。 MyFile << noshowpoint << 12345.0;
noshowpos 用于重置 showpos 操作符所做的更改。 MyFile << noshowpos << 12;
nouppercase 用于重置由uppercase操作符所做的更改。 MyFile << hex << nouppercase << 12;
oct 将整数表示为八进制数字。 MyFile << oct << 12;
right 如果指定了宽度(使用 setw() 操作符),则输出右对齐。 MyFile << setw(10) << right << "Hello";
scientific 以科学计数法表示浮点数。小数位数可通过 setprecision() 操作符设置。 MyFile << fixed << 19.99;
setfill() 选择一个字符用作填充。
需要 <iomanip> 库。
MyFile << setfill('.') << setw(10) << 19.99;
setprecision() 选择浮点数的精度。如果使用了fixed或scientific操纵符,则指定小数位数;否则,指定有效数字位数。
需要iomanip库。
MyFile << setprecision(4) << 12.3456;
setw() 指定下一个输出的最小字符宽度。如果输出宽度不足,则会添加填充以填满剩余空间。
需要 <iomanip> 库。
MyFile << setw(10) << "Hello";
showbase 当用十六进制或八进制表示整数时,在数字前加上"0x"或"0"以表示其进制。 MyFile << hex << showbase << 12;
showpoint 即使不需要,也始终为浮点数写入小数点。 MyFile << showpoint << 12345.0;
showpos 正数后面始终要加"+"号。 MyFile << showpos << 12;
uppercase 表示十六进制数字和大写的科学计数法符号"e"。 MyFile << hex << uppercase << 12;

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