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How to Use <fstream> Classes for File I/O
| 摘要：傳統(tǒng)的文件 I/O 庫(kù)如 Unix 的 <io.h> 和 <stdio.h> ，由于其程序接口的原因，在很大程度上強(qiáng)制程序員進(jìn)行某些處理，缺乏類型安全和國(guó)際化支持。C++ 的 <fstream> 庫(kù)則在文件的 I/O 方面提供了一個(gè)增強(qiáng)的、面向?qū)ο蟮?、具有?guó)際化意識(shí)的庫(kù)。本文將介紹如何使用這個(gè)庫(kù)進(jìn)行文件的 I/O 處理并利用它來(lái)編寫(xiě)易于跨平臺(tái)的代碼。 |
大多數(shù) C++ 程序員都熟悉不止一個(gè)文件 I/O 庫(kù)。首先是傳統(tǒng)的 Unix 風(fēng)格的庫(kù)，它由一些低級(jí)函數(shù)如 read() 和 open()組成。其次是 ANSI C 的 <stdio.h> 庫(kù)，它包含 fopen() 和 fread()等函數(shù)。其它的還有一些具備所有權(quán)的庫(kù)或框架，比如 MFC，它有很多自己的文件處理類。
這些庫(kù)一般都很難跨平臺(tái)使用。更糟的是，上述提到的 C 庫(kù)由于其程序接口的原因，在很大程度上強(qiáng)制程序員進(jìn)行某些處理，而且缺乏類型安全支持。
標(biāo)準(zhǔn) C++ 提供提供了一個(gè)增強(qiáng)的、面向?qū)ο蟮?、具有?guó)際化意識(shí)的 <fstream> 庫(kù)。這個(gè)庫(kù)包含一系列派生于標(biāo)準(zhǔn) ios_base 和 ios 類的類模板。因此， <fstream> 提供了高級(jí)的自動(dòng)控制機(jī)制和健壯性。本文下面將示范如何使用 <fstream> 類實(shí)現(xiàn)文件的輸入/輸出處理：
第一步：創(chuàng)建文件流
輸入文件流（ifstream）支持重載的 >> 操作符，同樣，輸出文件流（ofstream）支持重載的 << 操作符。結(jié)合了輸入和輸出的文件流被稱為 fstream。下面的程序創(chuàng)建了一個(gè) ifstream 對(duì)象：dict，并將該對(duì)象中的每一個(gè)單字顯示到屏幕上：
#include <iostream>
#include <string>
#include <fstream>
#include <cstdlib>
using namespace std;
int main()
{
string s;
cout<<"enter dictionary file: ";
cin>>s;
ifstream dict (s.c_str());
if (!dictionary) // were there any errors on opening?
exit(-1);
while (dictionary >> s) cout << s <<''\n'';
}
我們必須調(diào)用 string::c_str() 成員函數(shù)，因?yàn)?fstream 對(duì)象只接受常量字符串作為文件名。當(dāng)你將文件名作為參數(shù)傳遞時(shí)，構(gòu)造函數(shù)試圖打開(kāi)指定的文件。接著，我們用重載的 ！操作符來(lái)檢查文件的狀態(tài)。如果出錯(cuò)，該操作符估值為 true。最后一行是個(gè)循環(huán)，每次反復(fù)都從文件讀取一個(gè)單字，將它拷貝到 s，然后顯示出來(lái)。注意我們不必顯式地檢查 EOF，因?yàn)橹剌d操作符 >> 會(huì)自動(dòng)處理。此外，我們不用顯式地關(guān)閉此文件，因?yàn)槲鰳?gòu)函數(shù)會(huì)為我們做這件事情。
過(guò)時(shí)和荒廢的 <fstream.h> 庫(kù)支持 ios::nocreate 和 ios::noreplace 標(biāo)志。但新的 <fstream> 庫(kù)已經(jīng)取代了 <fstream.h> 并不再支持這兩個(gè)標(biāo)志。
文件的打開(kāi)模式
如果你不顯式指定打開(kāi)模式，fstream 類將使用默認(rèn)值。例如，ifstream 默認(rèn)以讀方式打開(kāi)某個(gè)文件并將文件指針置為文件的開(kāi)始處。為了向某個(gè)文件寫(xiě)入數(shù)據(jù)，你需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè) ofstream 對(duì)象。<fstream> 定義了下列打開(kāi)模式和文件屬性：
ios::app // 從后面添加
ios::ate // 打開(kāi)并找到文件尾
ios::binary // 二進(jìn)制模式 I/O (與文本模式相對(duì))
ios::in // 只讀打開(kāi)
ios::out // 寫(xiě)打開(kāi)
ios::trunc // 將文件截為 0 長(zhǎng)度
你可以用位域操作符 OR 組合這些標(biāo)志：
ofstream logfile("login.dat", ios::binary | ios::app);
fstream 類型對(duì)象同時(shí)支持讀和寫(xiě)操作：
fstream logfile("database.dat", ios::in | ios::out);
第二步：設(shè)置文件的位置
文件具備一個(gè)邏輯指針，它指向該文件中的某個(gè)偏移位置。你可以通過(guò)調(diào)用seekp()成員函數(shù)，以字節(jié)為單位將這個(gè)指針定位到文件的任意位置。為了獲取從文件開(kāi)始處到當(dāng)前偏移的字節(jié)數(shù)，調(diào)用seekp()即可。在下面的例子中，程序?qū)⑽募恢们耙?0個(gè)字節(jié)，然后調(diào)用 tellp()報(bào)告新位置：
ofstream fout("parts.txt");
fout.seekp(10); // 從0偏移開(kāi)始前進(jìn) 10 個(gè)字節(jié)
cout<<"new position: "<<fout.tellp(); // 顯示 10
你可以用下面的常量重新定位文ian指針：
ios::beg // 文件開(kāi)始位置
ios::cur // 當(dāng)前位置，例如: ios::cur+5
ios::end // 文件尾
第三步：讀寫(xiě)數(shù)據(jù)
fstream 類為所有內(nèi)建數(shù)據(jù)類型以及 std::string 和 std::complex 類型重載 << 和 >> 操作符。下面的例子示范了這些操作符的使用方法：
fstream logfile("log.dat");
logfile<<time(0)<<"danny"<<''\n''; // 寫(xiě)一條新記錄
logfile.seekp(ios::beg); // 位置重置
logfile>>login>>user; // 讀取以前寫(xiě)入的值