C++文件操作详解:流与文件读写
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更新于2024-08-19
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"C++文件流操作的详细指南"
在C++编程中,文件操作是必不可少的一部分,它允许程序与磁盘上的文件进行交互,实现数据的持久化存储和读取。C++通过一种称为流(Stream)的概念模型来处理文件,这种模型抽象了输入输出的过程,使得数据可以方便地在程序和外部世界之间流动。
### 文件和流
文件可以被视为一个无限长的二进制数字序列,流则提供了一种通过读写指针对这些数据进行访问的机制。在C++中,流分为输入流和输出流。输出流用于将数据写入文件,而输入流则用于从文件中读取数据。读写过程以字节为基本单位,但可以通过流操纵算子进行更高层次的数据类型读写。
### 建立顺序文件
在C++中,我们可以使用`fstream`库来创建、打开和操作文件。例如,创建一个名为`ofstream`的对象来写入文件,或`ifstream`对象来读取文件。使用`open()`函数指定文件名和打开模式,如追加、读写等。
```cpp
ofstream outputFile("example.txt");
if (!outputFile.is_open()) {
cerr << "无法打开文件" << endl;
}
else {
outputFile << "Hello, File!" << endl;
}
outputFile.close();
```
### 文件的读写指针
文件流有自己的读写指针,它们分别跟踪当前读取和写入的位置。在读写过程中,指针会自动移动。对于输出流,写入会导致指针向后移动;对于输入流,读取会消耗掉指针所指的字节并向前移动。
### 有格式读写和无格式读写
- 有格式读写:使用特定的流操纵符,如`>>`进行整数、浮点数等数据类型的读写,确保数据按照预期的类型和格式进行转换和存储。
- 无格式读写:通常使用`read()`和`write()`函数,以字节为单位读写,不管内容是什么。这种方式适用于处理二进制数据,例如图像或音频文件。
### 缓冲区刷新
在C++中,输出流通常有一个内部缓冲区,数据先写入缓冲区,待缓冲区满或触发特定操作(如`endl`或`flush`)时才会实际写入文件。`endl`不仅换行,还会刷新缓冲区,而`flush`则仅刷新缓冲区,不产生其他效果。
### C++中与流操作相关的类及其继承关系
C++的I/O流系统基于面向对象的设计,主要类包括:
- `ios`:基础的输入输出流基类,包含许多流的状态和控制。
- `istream`:表示输入流,`ifstream`和`cin`都继承自它。
- `ostream`:表示输出流,`ofstream`和`cout`继承自它。
- `ifstream`:用于处理文本文件的输入。
- `ofstream`:用于处理文本文件的输出。
- `iostream`:同时包含输入和输出流功能,`cin`和`cout`都定义在这个类中。
- `fstream`:用于同时处理文本文件的读写。
### 标准流对象
- cin:连接到标准输入设备,通常为键盘。
- cout:连接到标准输出设备,通常为显示器。
- cerr:非缓冲的输出流,用于错误消息,直接输出不经过缓冲区。
- clog:缓冲的输出流,同样用于错误消息,但会先写入缓冲区,然后在适当时候输出。
### 流操纵算子
流操纵算子如`<<`和`>>`用于插入和提取数据,还有其他算子如`setprecision()`用于控制浮点数的显示精度,`setw()`用于设置输出字段宽度等。
C++的文件流操作提供了一种强大且灵活的方式来处理文件输入输出,无论是处理文本数据还是二进制数据,都能做到高效且易于理解。通过掌握流的概念和相关类的使用,开发者可以更有效地实现程序与外部世界的交互。
2021-01-11 上传
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