C++ 标准文件的写入读出(ifstream,ofstream)

头文件 < fstream>
c++中有一个stream，所有的I/O都是以这个流类为基础的。继承结构如下图：
这里写图片描述

a.”<<”插入器，向流输出数据；
b.”>>”析取器，向流输出数据；
我们主要讨论ifstream和ofstream
ifstream 和ofsteam 包含在头文件fstream中。
ofstream 是从内存读到硬盘；
ifstream 是从硬盘读到内存。
fstream 是可对打开的文件进行读写操作。

1.打开文件
在fstream类中，成员函数open()实现打开文件的操作，从而将数据流和文件进行关联，通过ofstream,ifstream,fstream对象进行对文件的读写操作。
函数：open()
void open ( const char * filename,ios_base::openmode mode = ios_base::in | ios_base::out );
void open(const wchar_t *_Filename, ios_base::openmode mode= ios_base::in | ios_base::out,int prot = ios_base::_Openprot);

参数： filename 待操作的文件名
mode 打开文件的方式
prot 打开文件的属性

打开文件的方式在类ios(是所有流式I/O类的基类)中定义，常用的值如下：

ios::app：　　以追加的方式打开文件
ios::ate：　　 文件打开后定位到文件尾，ios:app就包含有此属性
ios::binary： 以二进制方式打开文件，缺省的方式是文本方式。两种方式的区别见前文
ios::in：　　　文件以输入方式打开（文件数据输入到内存）
ios::out：　　 文件以输出方式打开（内存数据输出到文件）
ios::nocreate：不建立文件，所以文件不存在时打开失败
ios::noreplace：不覆盖文件，所以打开文件时如果文件存在失败
ios::trunc：　　如果文件存在，把文件长度设为0
可以用“或”把以上属性连接起来，如ios::out|ios::binary
Demo

fstream file1;
file1.open("c:\config.sys",ios::binary|ios::in,0);
file1.open("c:\config.sys"); <=> file1.open("c:\config.sys",ios::in|ios::out,0);
fstream file1("c:\config.sys");
ifstream file2("c:\pdos.def");//以输入方式打开文件
ofstream file3("c:\x.123");//以输出方式打开文件

所以，在实际应用中，根据需要的不同，选择不同的类来定义：如果想以输入方式打开，就用ifstream来定义；如果想以输出方式打开，就用ofstream来定义；如果想以输入/输出方式来打开，就用fstream来定

2.关闭文件
file.close()
打开的文件使用完成后一定要关闭，fstream提供了成员函数close()来完成此操作，如：file1.close();就把file1相连的文件关闭。

3.读写文件
类ofstream, ifstream 和fstream 是分别从ostream, istream 和iostream 中引申而来的。这就是为什么 fstream 的对象可以使用其父类的成员来访问数据。
一般来说，我们将使用这

3.1文本文件的读写
些类与同控制台(console)交互同样的成员函数(cin 和 cout)来进行输入输出。如下面的例题所示，我们使用重载的插入操作符<<：
DEMO

ofstream out("out.txt");
if(out.is_open())
{
    out<<"HELLO WORLD!"<<endl;
    out.close();
}

`
结果在文件out.txt中写入了HELLO WORLD!
`

ifstream in("out.txt");
cha buffer[200];
if(in.is_open())
{
    while(!in.eof())
    {
        in.getline(buffer,100)
        cout<<buffer<<endl;
        out.close();
    }
}

结果在屏幕上输出了 ：HELLO WORLD!
`
状态标志符的验证(Verification of state flags)

bad()
如果在读写过程中出错，返回 true 。例如：当我们要对一个不是打开为写状态的文件进行写入时，或者我们要写入的设备没有剩余空间的时候。
fail()
除了与bad() 同样的情况下会返回 true 以外，加上格式错误时也返回true ，例如当想要读入一个整数，而获得了一个字母的时候。
eof()
如果读文件到达文件末尾，返回true。
good()
这是最通用的：如果调用以上任何一个函数返回true 的话，此函数返回 false 。
3.2二进制文件的读写
write ( char * buffer, streamsize size );//从buffer中读取size个字符，写到文件中。
read ( char * buffer, streamsize size );//从文件中读取size个字符到buffer中
这里 buffer 是一块内存的地址，用来存储或读出数据。参数size 是一个整数值，表示要从缓存（buffer）中读出或写入的字符数。

// reading binary file  
    #include <iostream>  
    #include <fstream.h>  
    const char * filename = "test.txt";  
    int main () {  
        char * buffer;  
        long size;  
        ifstream in (filename, ios::in|ios::binary|ios::ate);  
        size = in.tellg();  
        in.seekg (0, ios::beg);  
        buffer = new char [size];  
        in.read (buffer, size);  
        in.close();  
        cout << "the complete file is in a buffer";  
        delete[] buffer;  
        return 0;  
    } 

//运行结果：
The complete file is in a buffer `
1
2
put()
　　ofstream &put(char ch)，使用:
　　file1.put(’c’) //就是向流写一个字符 ‘c’。
get()
(1).ifstream &get(char ch),使用：
file1.get(x)//从文件中读取一个字符存储在x中
(2).ifstream &get(char *buf,int num,char delim=’\n’)，从文件中读取长度为num的字符串到buf中，或者读取到delim为止，使用：
file2.get(str1,127,’A’); //从文件中读取字符到字符串str1，当遇到字符’A’或读取了127个字符时终止。
4.文件定位
和C的文件操作方式不同的是，C++ I/O系统管理两个与一个文件相联系的指针。一个是读指针，它说明输入操作在文件中的位置；另一个是写指针，它下次写操作的位置。每次执行输入或输出时，相应的指针自动变化。相应的函数：

seekg():
istream &seekg(streamoff offset,seek_dir origin);//设置读位置，
seekp()
ostream &seekp(streamoff offset,seek_dir origin); //设置写位置
定义有偏移量 offset 所能取得的最大值，seek_dir 表示移动的基准位置，是一个有以下值的枚举：

ios::beg：　　文件开头

ios::cur：　　文件当前位置
ios::end：　　文件结尾
DEMO
file1.seekg(1234,ios::cur); //把文件的读指针从当前位置向后移1234个字节
file2.seekp(1234,ios::beg); //把文件的写指针从文件开头向后移1234个字节
5.缓存和同步(Buffers and Synchronization)
当我们对文件流进行操作的时候，它们与一个streambuf 类型的缓存(buffer)联系在一起。这个缓存（buffer）实际是一块内存空间，作为流(stream)和物理文件的媒介。例如，对于一个输出流， 每次成员函数put (写一个单个字符)被调用，这个字符不是直接被写入该输出流所对应的物理文件中的，而是首先被插入到该流的缓存（buffer）中。
当缓存被排放出来(flush)时，它里面的所有数据或者被写入物理媒质中（如果是一个输出流的话），或者简单的被抹掉(如果是一个输入流的话)。这个过程称为同步(synchronization)，它会在以下任一情况下发生：

当文件被关闭时: 在文件被关闭之前，所有还没有被完全写出或读取的缓存都将被同步。
当缓存buffer 满时:缓存Buffers 有一定的空间限制。当缓存满时，它会被自动同步。
控制符明确指明:当遇到流中某些特定的控制符时，同步会发生。这些控制符包括：flush 和endl。
明确调用函数sync(): 调用成员函数sync() (无参数)可以引发立即同步。这个函数返回一个int 值，等于-1 表示流没有联系的缓存或操作失败。

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