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【和春笋一起学C++】文本文件I/O

news 来源：原创 2025/5/9 3:38:23

在windows系统中读取键盘的输入和在屏幕上显示输出统称为：控制台输入/输出。把读取文本文件和把字符输出到文本文件中统称为：文本文件I/O。

1. 输出文本文件

2. 读取文本文件

1. 输出文本文件

把字符输出到文本文件中和输出到控制台很相似，在C++中可以使用cout对象将字符输出到控制台。包含如下步骤：

包含头文件：#include <iostream>
指定命名空间：using namespace std;
使用cout和输出操作符<<将各种类型的数据输出到控制台

C++中将各种类型的数据输出到文本文件的步骤如下：

包含头文件：#include <fstream>
指定命名空间：using namespace std;
创建一个ofstream对象；
将ofstream对象与输出文件关联起来，方法之一是使用open()方法；
结合使用ofstream对象和输出操作符<<可以将各种类型的数据输出到文本文件中；
使用完文件后，应使用close()方法将其关闭；

示例：

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

int main()
{
	ofstream outfile;
	outfile.open("testfile.txt");
	outfile << "today is sunday" << endl;
	outfile << "the time is 20:00" << endl;
	outfile.close();

	return 0;
}

头文件iostream提供了预先定义好的在控制台输出的对象——cout，但对于文件输出，需要定义自己的ofstream对象，并将其同输出文件关联起来。所有可用于cout的操作和方法（如：<<，endl和setf()）都可用于ofstream对象。

示例中，方法close()不需要使用文件名作为参数，因为outfile对象在使用open()方法时已经同特定的文件关联起来了。如果忘记关闭文件，那么在程序正常终止时将自动关闭它。在程序运行前，如文件不存在，则方法open()将新建一个文件。如文件已存在，默认情况下，open()方法将首先截断该文件，即将其长度截短到零，丢掉其原先的内容，然后将新的输出加入到该文件中。

注：有些情况下，打开文件会失败，如文件已存在且为只读文件。此时，需要程序员检测打开文件的操作是否成功。

2. 读取文本文件

先复习下控制台输入文本的步骤：

包含头文件iostream
指定命名空间std
cin和输入操作符>>可以读取任何类型的数据；
使用cin.get()方法读取一个字符，cin.getline()方法读取一行字符，cin.eof()，cin.fail()方法可以用来判断输入是否成功。

详细可以看我的文章《文本输入与读取(二)》

文件输入与控制台文本输入很相似，步骤如下：

包含头文件fstream
定义ifstream类对象
指定命名空间std
将ifstream对象与文件关联起来，方法是使用open()方法
使用完文件，应使用close()方法将其关闭
ifstream对象的方法与cin对象的方法完全相同，使用ifstream对象和输入操作符>>读取数据，ifstream对象的get()方法读取一个字符，getline()方法读取一行字符。

读取文件时，可以先用ifstream类对象的is_open()方法检测文件是否成功打开，否则如果读取了一个不存在的文件，将导致输入失败。如果文件成功打开，方法is_open()将返回ture，反之如果文件没有成功打开，is_open()将返回false。（一些老的编译器如果不支持is_open()方法，可以用good()方法代替）

示例：

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <cstring>

using namespace std;

int main()
{
	ifstream inFile;
	string filePath = "test.txt";
	inFile.open(filePath);
	if (!inFile.is_open())
	{
		cout << "could not  open the file: " << filePath << endl;
		exit(EXIT_FAILURE);
	}
	double value;
	double sum = 0.0;
	int count = 0;
	inFile >> value;
	while (inFile.good())
	{
		cout << value << "  ";
		++count;
		sum += value;
		inFile >> value;
	}
	cout << value << "  ";
	++count;
	sum += value;
	cout << endl;
	if (inFile.eof())
	{
		cout << "end of file reached.\n";
	}
	else if(inFile.fail())
	{
		cout << "input terminated by data mismatch.\n";
	}
	else
	{
		cout << "input terminated by unknow reason.\n";
	}

	if (count == 0)
	{
		cout << "no data processed.\n";
	}
	else
	{
		cout << "sum: " << sum << endl;
		cout << "average: " << sum / count << endl;
	}
	inFile.close();
	return 0;
}

程序输出：

程序说明：

程序是读取一个文件中的数据，并求平均值，读取的文本文件中数据如下：

程序首先检测文件是否被成功打开，如果没有成功打卡，则直接退出。函数exit()的原型是在头文件cstdlib中定义的，在该头文件中还定义了一个同操作系统通信的参数值：EXIT_FAILURE。函数exit()表示退出程序。
特别需要注意的是读取循环的设计，程序读取文件时不应超过EOF，如果最后一次读取数据时遇到EOF，方法eof()将返回true。其次可能遇到类型不匹配的情况，如果最后一次读取操作中遇到了类型不匹配的情况，方法fail()将返回true(如果遇到了EOF，该方法也将返回true。fail()方法既可以检测EOF，也可以检测类型不匹配问题)。最后一些预期外的东西也可能导致读取数据失败，例如文件受损、硬盘故障。
方法good()指出最后一次读取输入操作是否成功，这一点至关重要。这意味着应该在执行读取输入操作后，立刻应用这种测试。为此，一种标准的做法是在循环之前（首次执行循环测试前）放置一条输入语句，并在循环的末尾（下次执行循环测试前）放置另一条输入语句。如下：


    inFile >> value;
	while (inFile.good())
	{
        cout << value << "  ";
		++count;
		sum += value;
		inFile >> value;
	}

拓展：表达式inFile >> value的结果为inFile，而在需要一个bool值的情况下，inFile的结果为inFile.good()，即true或false。因此，可以将两条输入语句用一条用作循环测试的输入语句代替。如下：


    while (inFile >> value)
	{
		++count;
		sum += value;
		cout << value << "  ";
	}

这种设计仍然遵循了在测试之前进行读取的规则，因为要计算表达式inFile >> value的值，程序必须首先将一个数字读取到value中。示例代码修改如下：

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <cstring>
using namespace std;
int main()
{
	ifstream inFile;
	string filePath = "test.txt";
	inFile.open(filePath);
	if (!inFile.is_open())
	{
		cout << "could not  open the file: " << filePath << endl;
		exit(EXIT_FAILURE);
	}
	double value;
	double sum = 0.0;
	int count = 0;
	while (inFile >> value)
	{
		++count;
		sum += value;
		cout << value << "  ";
	}
	cout << endl;
	if (inFile.eof())
	{
		cout << "end of file reached.\n";
	}
	else if(inFile.fail())
	{
		cout << "input terminated by data mismatch.\n";
	}
	else
	{
		cout << "input terminated by unknow reason.\n";
	}

	if (count == 0)
	{
		cout << "no data processed.\n";
	}
	else
	{
		cout << "sum: " << sum << endl;
		cout << "average: " << sum / count << endl;
	}
	inFile.close();
	return 0;
}