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cpp自学 day20（文件操作）

news 来源：原创 2025/5/26 9:35:23

基本概念

程序运行时产生的数据都属于临时数据，程序一旦运行结束都会被释放

通过文件可以将数据持久化

C++中对文件操作需要包含头文件 <fstream>

文件类型分为两种：

文本文件 - 文件以文本的ASCII码形式存储在计算机中
二进制文件 - 文件以文本的二进制形式存储在计算机中，用户一般不能直接读懂它们

操作文件的三大类：

        1. ofstream：写操作

        2. ifstream：读操作

        3. fstream：读写操作

#include <fstream>  // 必须包含的头文件

数据特性	说明
程序运行时数据	临时数据，程序结束即释放
文件持久化数据	长期存储在磁盘中

文件打开模式

模式标志	功能描述
ios::in	为读取打开文件
ios::out	为写入打开文件
ios::ate	初始定位到文件末尾
ios::app	追加写入模式
ios::trunc	存在则清空重建
ios::binary	二进制模式操作

文本文件

写文件

void test01() {
    // 1. 包含头文件（已在全局包含）
    
    // 2. 创建输出流对象
    ofstream ofs;

    // 3. 指定打开方式（组合模式用 | 连接）
    ofs.open("test.txt", ios::out | ios::trunc);

    // 4. 写入格式化数据
    ofs << "姓名：张三" << endl;  // 正确使用<<运算符
    ofs << "性别：男" << endl;
    ofs << "年龄：18" << endl;

    // 5. 关闭文件流
    ofs.close();
}

读文件

基础操作框架

#include <fstream>  // 必须包含的头文件
#include <string>   // 字符串操作支持

void readFileDemo() {
    // 1. 创建流对象
    ifstream ifs;
    
    // 2. 打开文件并验证
    ifs.open("test.txt", ios::in);  // ios::in表示读取模式
    if (!ifs.is_open()) {           // 必须检查打开状态
        cerr << "文件打开失败" << endl;
        return;
    }
    
    // 3. 读取数据（四种方式见下文）
    
    // 4. 关闭文件流
    ifs.close();
}

四种读取方式对比

方式1：运算符重载读取

char buf[1024] = {0};  // 1024为缓冲区长度
while (ifs >> buf) {   // 自动处理空格/换行分隔
    cout << buf << endl;
}

特点：

自动按空白符分割内容
缓冲区需预分配固定大小
适合结构化数据读取

方式2：getline成员函数

char buf[1024] = {0};
while (ifs.getline(buf, sizeof(buf))) {  // 流对象的成员函数
    cout << buf << endl;  // 自动处理换行符
}

特点：

精确控制缓冲区大小
自动去除换行符
需注意缓冲区溢出风险

方式3：全局getline函数

string buf;
while (getline(ifs, buf)) {  // 使用string自动管理内存
    cout << buf << endl;     // 无长度限制
}

特点：

自动管理内存
无需担心缓冲区溢出
标准推荐方式

方式4：逐字符读取

char c;
while ((c = ifs.get()) != EOF) {  // EOF检测
    cout << c;  // 原样输出所有字符
}

特点：

完全控制读取过程
适合二进制文件处理
性能开销较大

二进制文件

核心操作框架

#include <fstream>
#include <string>

// 示例数据结构
struct PlayerData {
    int id;         // 4字节
    double score;   // 8字节
    char name[32];  // 32字节
}; // 总大小：44字节

void binaryDemo() {
    // 创建流对象
    fstream file("game.dat", ios::binary | ios::out | ios::in);
    
    // 验证文件状态
    if (!file.is_open()) {
        cerr << "文件打开失败" << endl;
        return;
    }
    
    // 读写操作（见下文示例）
    
    file.close();
}

读写文件

// 读取基本类型
int loadedScore;
file.read(reinterpret_cast<char*>(&loadedScore), sizeof(int));

// 读取结构体（需内存对齐）
#pragma pack(push, 1)  // 1字节对齐
struct PackedData {
    short type;
    bool valid;
    // ...
};
#pragma pack(pop)

PackedData data;
file.read(reinterpret_cast<char*>(&data), sizeof(PackedData));

// 批量读取
vector<PlayerData> players(10);
file.read(reinterpret_cast<char*>(players.data()), 
         players.size() * sizeof(PlayerData));