C++的IO流与操作

一. C++IO流

IO的定义: 向设备输入数据和输出数据

C++的IO流

设备:

1. 文件
2. 控制台
3. 特定的数据类型(stringstream)

c++中,必须通过特定的已经定义好的类, 来处理IO(输入输出),一共11个类。

二.文件流打开、读写文件

• 文件流: 对文件进行读写操作
• 头文件: fstream
• 类库:
  ifstream 对文件输入（读文件）
  ofstream 对文件输出（写文件）
  fstream 对文件输入或输出

文件打开方式:

模式标志	描述
ios::in	读方式打开文件
ios:out	写方式打开文件
ios::trunc	如果此文件已经存在, 就会打开文件之前把文件长度截断为0
ios::app	尾部追加加方式(在尾部写入)
ios::ate	文件打开后, 定位到文件尾
ios::binary	二进制方式(默认是文本方式)

以上打开方式， 可以使用位操作 | 组合起来

1.对文本文件流读写

①写文本文件

#include 
#include 
#include 

using namespace std;

int main()
{
	string name;
	int age;
	ofstream outfile;  //也可以使用fstream, 但是fstream的默认打开方式不截断文件长度,直接从第一个开始覆盖

	// ofstream的默认打开方式是,  截断式写入 ios::out |  ios::trunc
	// fstream的默认打开方式是,  截断式写入   ios::out
	// 建议指定打开方式，让原文件长度截断为0
	outfile.open("user.txt", ios::out | ios::trunc);

	while (1) {
		cout << "请输入姓名: [ctrl+z退出] ";
		cin >> name;
		if (cin.eof()) { //判断文件是否结束
			break;
		}
		outfile << name << "\t";

		cout << "请输入年龄: ";
		cin >> age;  
		outfile << age << endl;  //文本文件写入
	}

	// 关闭打开的文件
	outfile.close();

	system("pause");
	return 0;
}

②读文本文件

#include 
#include 
#include 

using namespace std;

int main()
{
	string name;
	int age;
	ifstream infile;
	infile.open("user.txt");

	while (1) {
		infile >> name;
		if (infile.eof()) { //判断文件是否结束
			break;
		}
		cout << name << "\t";

		infile >> age;
		cout << age << endl;  
	}

	// 关闭打开的文件
	infile.close();

	system("pause");
	return 0;
}

2.对二进制文件流读写

文本文件和二进制文件的区别？

文本文件： 写数字1， 实际写入的是 ‘1’
二进制文件：写数字1， 实际写入的是 整数1（4个字节，最低字节是1， 高3个字节都是0）；写字符‘R’实际输入的还是‘R’

①写二进制文件

使用文件流对象的write方法写入二进制数据.

#include 
#include 
#include 

using namespace std;

int main()
{
	string name;
	int age;
	ofstream outfile;
	//因为.txt是文本文件
	outfile.open("user.dat", ios::out | ios::trunc | ios::binary);

	while (1) {
		cout << "请输入姓名: [ctrl+z退出] ";
		cin >> name;
		if (cin.eof()) { //判断文件是否结束
			break;
		}
		outfile << name << "\t";

		cout << "请输入年龄: ";
		cin >> age;  
		//outfile << age << endl;  //会自动转成文本方式写入
		outfile.write((char*)&age, sizeof(age));//写入内存
	}

	// 关闭打开的文件
	outfile.close();

	system("pause");
	return 0;
}

注意：如果用这种方式outfile << age << endl;那么文件中显示的将是整数对应的字符。

②读二进制文件

使用文件流对象的read方法.

#include 
#include 
#include 

using namespace std;

int main()
{
	string name;
	int age;
	ifstream infile;
	infile.open("user.dat", ios::in | ios::binary);

	while (1) {
		infile >> name;
		if (infile.eof()) { //判断文件是否结束
			break;
		}
		cout << name << "\t";
	
		// 跳过中间的制表符
		char tmp;
		infile.read(&tmp, sizeof(tmp)); 

		//infile >> age; //从文本文件中读取整数, 使用这个方式
		infile.read((char*)&age, sizeof(age));
		cout << age << endl; 
	}

	// 关闭打开的文件
	infile.close();

	system("pause");
	return 0;
}

3.对文件流按格式读写取数据

使用stringstream

①按指定格式写文件

#include 
#include 
#include 
#include 

using namespace std;

int main()
{
	string name;
	int age;
	ofstream outfile;
	outfile.open("user.txt", ios::out | ios::trunc);

	while (1) {
		cout << "请输入姓名: [ctrl+z退出] ";
		cin >> name;
		if (cin.eof()) { //判断文件是否结束
			break;
		}

		cout << "请输入年龄: ";
		cin >> age;
		
		//向特殊的类型s中塞东西
		stringstream s;
		s << "name:" << name << "\t\tage:" << age << endl;
		outfile << s.str();	//转为string对象
	}

	// 关闭打开的文件
	outfile.close();

	system("pause");
	return 0;
}

②按指定格式读文件

C语言中有fscanf可以用，但是C++没有很好的解决方案, 需使用C语言的sscanf

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

using namespace std;

int main(void)
{
	char name[32];
	int age;
	string line;
	ifstream infile;
	infile.open("user.txt");

	while (1) {
		getline(infile, line);
		if (infile.eof()) { //判断文件是否结束
			break;
		}
		//转为C语言类型的字符串
		sscanf_s(line.c_str(), "姓名:%s 年龄:%d", name, sizeof(name),&age);
		cout << "姓名:" << name << "\t\t年龄:" << age << endl;
	}

	infile.close();

	system("pause");
	return 0;
}

4.文件流的状态检查

• s.is_open( )

文件流是否打开成功,

• s.eof( )

流s是否结束

• s.fail( )

流s的failbit或者badbit被置位时, 返回true
failbit: 出现非致命错误，可挽回, 一般是软件错误
badbit置位, 出现致命错误, 一般是硬件错误或系统底层错误, 不可挽回

• s.bad( )

流s的badbit置位时, 返回true

• s.good( )

流s处于有效状态时, 返回true

• s.clear( )

流s的所有状态都被复位

补充：

• cin.ignore(count, c)

从输入流中提取并丢弃字符，直到遇到下列三种情况
1.提取的字符达到了参数count指定的数量
2.在输入序列中遇到文件结束（EOF）
3.输入序列中的下一个字符为参数c指定的字符（这个字符会被提取并丢弃）

count常常取：
std::numeric_limitsstd::streamsize::max() 相当于IO流的最大字符个数

常见用法：（把标准输入缓冲区cin的所有数据都清空）
cin.ignore(std::numeric_limits::max(), ‘\n’);
cin.ignore();
一般用于用完cin后面又用getline等会读取换行符的输入。

5.随机读写：文件流的定位

①seekg

偏移量 起始位置
seekg( off_type offset, ios::seekdir origin );

作用：设置输入流的位置

参数1： 偏移量
参数2： 相对位置
beg 相对于开始位置
cur 相对于当前位置
end 相对于结束位置

读取当前程序的最后50个字符

#include 
#include 
#include 

using namespace std;

int main(void) {
	ifstream infile;

	infile.open("定位.cpp");
	if (!infile.is_open()) {
		return 1;
	}

	infile.seekg(-50, infile.end);	//定位到倒数第50的位置
	while (!infile.eof()) {
		string line;
		getline(infile, line);
		cout << line << endl;
	}

	infile.close();

	system("pause");
	return 0;
}

②tellg

返回该输入流的当前位置(距离文件的起始位置的偏移量)
获取当前文件的长度

#include 
#include 
#include 

using namespace std;

int main(void) {
	ifstream infile;

	infile.open("定位.cpp");
	if (!infile.is_open()) {
		return 1;
	}

	// 先把文件指针移动到文件尾
	infile.seekg(0, infile.end);

	int len = infile.tellg();
	cout << "len:" << len;

	infile.close();
	system("pause");
	return 0;
}

③seekp

设置该输出流的位置

先向新文件写入：“123456789”
然后再在第4个字符位置写入“ABC”

#include 
#include 
#include 

using namespace std;

int main(void) {
	ofstream outfile;

	outfile.open("test.txt");
	if (!outfile.is_open()) {
		return 1;
	}

	outfile << "123456789";

	outfile.seekp(4, outfile.beg);
	outfile << "ABC";

	outfile.close();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

1. 文件没有关闭 ：文件没有关闭， close()，可能导致写文件失败
2. 文件打开方式不合适
3. 在VS2015的部分版本中，当sscanf和sscanf_s的格式字符串中含有中文时，可能会读取失败。在vs2019中未发现该类问题。