C++ 文件处理

文件处理是C++中用于创建文件和执行读写操作的机制。

我们可以通过导入 <fstream> 类来访问C++中的各种文件处理方法。

#include <fstream>

<fstream> 包含两个用于文件处理的类：

• ifstream - 用于从文件读取。
• ofstream - 用于创建/打开和写入文件。

注意：我们目前的在线编译器无法处理文件操作。因此，请在您的计算机上安装IDE或文本编辑器来运行此处提供的程序。

打开和关闭文件

为了处理文件，我们首先需要打开它们。在C++中，我们可以使用 ofstream 和 ifstream 类来打开文件。

例如，这是我们如何使用 ofstream 打开文件：

std::ofstream my_file("example.txt"); 

这里，

• my_file - ofstream 类对象的名称。
• example.txt - 我们想要打开的文件的名称和扩展名。

std::ofstream my_file.open("example.txt");

关闭文件

完成文件操作后，我们需要使用 close() 函数将其关闭。

my_file.close();

让我们通过一个示例程序来了解这些操作。

示例1：打开和关闭文件

#include <iostream>
#include <fstream>

using namespace std; 

int main() {

    // opening a text file for writing
    ofstream my_file("example.txt");

    // close the file
    my_file.close();

    return 0;
}

此代码将打开和关闭文件 example.txt。

注意：如果不存在要打开的文件，ofstream my_file("example.txt"); 将会创建一个名为 example.txt 的新文件。

检查文件错误

在文件处理中，在进行任何进一步操作之前，确保文件已成功打开非常重要。有三种常见的方法可以检查文件错误：

1. 通过检查文件对象

ofstream my_file("example.txt");

// check if the file has been opened properly
if (!my_file) {

    // print error message
    cout << "Error opening the file." << endl;

    // terminate the main() function
    return 1;
}

注意 if 语句中的条件：

if (!my_file) {...}

此方法通过评估文件对象本身来检查文件是否处于错误状态。

• 如果文件已成功打开，则条件评估为true。
• 如果存在错误，则评估为 false，您可以相应地处理错误。

2. 使用 is_open() 函数

is_open() 函数返回：

• true - 如果文件已成功打开。
• false - 如果文件打开失败或处于错误状态。

例如，

ofstream my_file("example.txt");

if (!my_file.is_open()) {
    cout << "Error opening the file." << endl;
    return 1;
}

3. 使用 fail() 函数

fail() 函数返回：

• true - 如果文件打开失败或处于错误状态。
• false - 如果文件已成功打开。

ofstream my_file("example.txt");

if (my_file.fail()) {
    cout << "Error opening the file." << endl;
    return 1;
}

注意：为了简单起见，我们建议使用第一种方法。

从文件读取

从文本文件中读取是通过使用 ifstream 类打开文件来完成的。例如：

ifstream my_file("example.txt");

然后，我们需要逐行读取文件。要做到这一点，我们需要循环遍历文件的每一行，直到所有行都被读取，即直到我们到达文件末尾。

为此，我们使用 eof() 函数，该函数返回：

• true - 如果文件指针指向文件末尾
• false - 如果文件指针未指向文件末尾

例如，

// variable to store file content
string line;

// loop until the end of the file
while (!my_file.eof()) {

    // store the current line of the file
    // in the "line" variable
    getline(my_file, line);

    // print the line variable
    cout << line << endl;
}

在这里，while 循环将一直运行到文件末尾。在循环的每次迭代中：

• getline(my_file, line); 读取文件的当前行并将其存储在 line 变量中。
• 然后，它会打印 line 变量。

接下来，让我们通过一个实际示例来阐明这一点。

示例2：从文件读取

#include <iostream>
#include <fstream>

using namespace std; 

int main() {

    // open a text file for reading
    ifstream my_file("example.txt");

    // check the file for errors
    if(!my_file) {
        cout << "Error: Unable to open the file." << endl;
        return 1; 
    }

    // store the contents of the file in "line" string
    string line;

    // loop until the end of the text file
    while (!my_file.eof()) {

        // store the current line of the file
        // in the "line" variable
        getline(my_file, line);

        // print the line variable
        cout << line << endl;
    }

    // close the file
    my_file.close();

    return 0;
}

假设 example.txt 包含以下文本：

然后，我们的终端将打印以下输出：

Hello, World!
How are you?

写入文件

我们使用 ofstream 类来写入文件。例如：

ofstream my_file("example.txt");

然后，我们可以使用插入运算符 << 和 ofstream 对象 my_file 来写入文件。例如：

#include <iostream>
#include <fstream>

using namespace std;

int main() {

    // open a text file for writing
    ofstream my_file("example.txt");

    // check the file for errors
    if(!my_file) {
        cout << "Error: Unable to open the file." << endl;
        return 1; 
    }

    // write multiple lines to the file
    my_file << "Line 1" << endl;
    my_file << "Line 2" << endl;
    my_file << "Line 3" << endl;

    // close the file
    my_file.close();

    return 0;
}

请注意以下写入文件的代码：

my_file << "Line 1" << endl;
my_file << "Line 2" << endl;
my_file << "Line 3" << endl;

这类似于将输出打印到屏幕

cout << "Line1" << endl;

在文件处理中，我们只需将 cout 替换为文件对象即可将内容写入文件，而不是写入控制台。

我们的特定代码将以下文本写入 example.txt：

Line1
Line2
Line3 

注意：写入现有文件将覆盖文件的现有内容。

追加到文本文件

要添加/追加到文件的现有内容，您需要以追加模式打开文件。

在C++中，您可以通过在打开文件时使用 ios::app 标志来实现这一点：

ofstream my_file("example.txt", ios::app);

现在，让我们向 example.txt 的现有内容添加一些更多文本：

#include <iostream>
#include <fstream>

using namespace std;

int main() {

    // open a text file for appending
    ofstream my_file("example.txt", ios::app);

    // if the file doesn't open successfully, print an error message
    if(!my_file) {
        cout << "Failed to open the file for appending." << endl;
        return 1;  
    }

    // append multiple lines to the file
    my_file << "Line 4" << endl;
    my_file << "Line 5" << endl;
    my_file << "Line 6" << endl;

    // close the file
    my_file.close();

    return 0;
}

这将向 example.txt 添加以下行：

Line 4
Line 5
Line 6

使用 fstream 进行文件处理

与使用 ifstream 从文件读取和使用 ofstream 写入文件不同，我们可以直接使用 fstream 类进行所有文件操作。

fstream 的构造函数允许您指定文件名和文件操作的模式。

我们来看一个例子

#include <iostream>
#include <fstream>

using namespace std;

int main() {

    // 1. write to a text file
    fstream my_file("example.txt", ios::out);

    if (my_file) {
        my_file << "This is a test line." << endl;
        my_file.close();
    }
    else {
        cout << "Unable to open file for writing." << endl;
        return 1;
    }

    // 2. read from the same file
    string line;
    my_file.open("example.txt", ios::in);
    
    if (my_file) {
        while (!my_file.eof()) {
            getline(my_file, line);
            cout << "Read from file: " << line << endl;
        }
        my_file.close();
    }
    else {
        cout << "Unable to open file for reading." << endl;
        return 1;
    }

    // 3. append data to the end of the file
    my_file.open("example.txt", ios::app);

    if (my_file) {
        my_file << "This is another test line, appended to the file." << endl;
        my_file.close();
    }
    else {
        cout << "Unable to open file for appending." << endl;
        return 1;
    }

    return 0;
}

输出

Read from file: This is a test line.
Read from file:

运行程序后查看文件，我们将找到以下内容：

注意：明确使用 ifstream 和 ofstream 分别表示读取或写入的意图，这使得代码更具可读性，并且不易出错。如果不仔细处理，使用 fstream 进行两者操作可能会导致歧义或意外操作。