C++中文件输入输出

2021-03-06

C++中文件输入输出主要包含文件输入输出流和文件读写模式的问题。

C++中文件的读写模式

C++ primer中介绍了C++文件读写的6中模式，但是这些模式具体的作用说的不是很明了，特别是trunc模式被翻译为“截断模式”实在是没理解是啥意思，这里进行总结。

文件模式	作用	使用对象
ios::in	为读文件而打开	ifstream, fstream
ios::out	为写文件而打开文件，会删除源文件内容，相当于trunc \| out	ofstream, fstream
ios::app	以追加方式写文件	ofstream, fstream
ios::trunc	如果文件存在先删除，再创建	ofstream, fstream
ios::ate	初始位置在文件末尾	任意
ios::binary	二进制方式读写文件	任意

C++中文件输入输出流都有设置默认的模式，ifstream的默认模式是in，ofstream的默认模式是out，fstream的默认模式是in和out。

如果想要ofstream不覆盖原本文件的内容，要么设置ate模式，要么设置in模式（ofstream可以设置in模式，ifstream也可以设置out模式，但具体作用还有待深究，这里先不纠结）。

C++中文件输入输出流

C++中使用流的过程：首先在内存中定义一个流对象，然后将这个流对象与硬盘中的文件关联起来，通过这个流对象操作文件。

三个基本流fstream，ifstream，ofstream。fstream继承自iostream。
流的方法：fstream.open显示地打开文件（创建流对象和文件的关联），fstream.close关闭流对象，fstream.is_open成功打开并且没有关闭返回true否则false。

流的打开方式：

构造对象时直接传入string对象或者C风格字符串来代表文件路径；
先构造对象，先创建文件流对象，后续调用open函数。

检查流对象是否成功打开是个好习惯，直接用if语句判断流对象即可。

读取文本文件，要想读取文件必须把文件保存到内存，便需要使用string对象来接收文本。

读取整个文件，首先使用ate模式将输入位置指示器移动到文件结尾，再使用tellg获取输入指示器的位置，得到需要构建的内存大小。再使用seekg(0)把输入指示器移动到文件开头，以便对文件进行读取。

#include<iostream>
#include<fstream>
int main(int argc, char *argv[])
{
  for(auto p = argv+1; p != argv+argc; ++p)
  {
    std::ifstream input(*p, std::ios::ate); // 先将输入指示器移动到文件结尾
    if(input)
    {
      auto size = input.tellg(); // 获取输入指示器的位置
      input.seekg(0); // 将输入指示器移动到文件开头
      std::cout << size << std::endl;
      std::string str(size, '\0');
      if(input.read(&str[0], size)) // 从string对象中获取string字符串的初地址
        std::cout << str << std::endl;
      else
        std::cout << "read error" << std::endl;
    }
  }
  return 0;
}

逐行读取文件，使用getline函数即可

#include<iostream>
#include<fstream>
int main(int argc, char *argv[])
{
  for(auto p = argv+1; p != argv+argc; ++p)
  {
    std::ifstream input(*p);
    std::string str;
    while(input)
    {
      getline(input, str);
      std::cout << str << std::endl;
    }
  }
  return 0;
}

getline会去掉原始文本中的换行符，因此此处加上了endl。结果如下：

hello world
I am wangxianke from hust
I am glad to hear from you.

但是为什么会多出来一个空行呢？我的文件里面没有空行，内容如下：

1
2
3

hello world
I am wangxianke from hust
I am glad to hear from you.

原因是上述循环代码写的有问题，改为如下就正常。原本代码是在while里面判断input条件，相当于是判断input.eof()，但是当读取到文本最后一行时input.eof返回true，于是还会继续读取一行，但是会读取失败，于是最后就多了个endl换行了。正确的写法不是判断当前是否是eof，而是当前按能否读取成功。

while(getline(input, str))
{
  std::cout << str << std::endl;
}

注意如果使用fstream的>>重载那么>>遇到空格便会停止一次读取，最终不是读取一行而是读取每个单词。

int main(int argc, char *argv[])
{
  for(auto p = argv+1; p != argv+argc; ++p)
  {
    std::ifstream input(*p);
    std::string str;
    while(input >> str)
    {
      std::cout << str << std::endl;
    }
  }
  return 0;
}

结果

hello
world
I
am
wangxianke
from
hust
I
am
glad
to
hear
from
you.

读写二进制文件，使用read和write函数

写文件就没有必要去区分逐行写还是整个写了，只要流没有关闭，便能不停的写入。

两种写文件方式，使用二进制写文件或者从文本输出，C++将自动完成编码和解码工作。
这里使用二进制方式写入文件和读取文件，便能直接将float和int数据写入文件。
当然直接打开Test.b这个文本文件会乱码，内容如下：

1	^_<85><EB>Q<B8>^^ @123abc

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
 
int main() {
  std::string filename = "Test.b";
  {
    std::ofstream ostrm(filename, std::ios::binary);
    double d = 3.14;
    ostrm.write(reinterpret_cast<char*>(&d), sizeof d); // 二进制输出
    ostrm << 123 << "abc" << '\n';                      // 文本输出
  }
 
  // 回读
  std::ifstream istrm(filename, std::ios::binary);
  double d;
  istrm.read(reinterpret_cast<char*>(&d), sizeof d);
  int n;
  std::string s;
  istrm >> n >> s;
  std::cout << " read back: " << d << " " << n << " " << s << '\n';
}

输出

1	read back: 3.14 123 abc

需要使用iostream&的地方可以传入fstream，这样只需要少量修改便能将标准输入输出改成文件输入输出。

文件流的关闭

一般使用完流对象之后需要及时进行流的关闭。文件流对象会自动的创建和销毁，并且在销毁前会调用close函数。如下函数所示，每次循环都会重新构建文件流对象，在离开每次循环作用域时流对象会被自动销毁，并在销毁前调用构造函数，因此此处不需要手动关闭流对象。

#include<iostream>
#include<fstream>
#include<string>

int main(int argc, char *argv[])
{
  for(auto p = argv+1; p != argv+argc; ++p)
  {
    std::ifstream input(*p); // 得到每个字符串首地址
    if(input)
      std::cout << *p << std::endl;
    else
      // 或者从char*构建string对象以符合cpp风格
      std::cerr << "couldn't open: " + std::string(*p) << std::endl;
  }
  return 0;
}

// 调用方法
./test file/test1.txt file/test2.txt file/test3.txt file/test5.txt