c++ 對檔案的操作

用C++進行簡單的檔案I/O操作

作者：John Peregrine
翻譯：阿半

原文出處：Simple File I/O Using C++

序論
　　我曾發表過檔案輸入輸出的文章，現在覺得有必要再寫一點。檔案 I/O 在C++中比烤蛋糕簡單多了。 在這篇文章裡，我會詳細解釋ASCII和二進位檔案的輸入輸出的每個細節，值得注意的是，所有這些都是用C++完成的。

一、ASCII 輸出
　　為了使用下面的方法, 你必須包含標頭檔<fstream.h>(譯者註：在標準C++中，已經使用<fstream>取代<fstream.h>，所有的C++標準標頭檔都是無尾碼的。)。這是 <iostream.h>的一個擴充集, 提供有緩衝的檔案輸入輸出操作. 事實上, <iostream.h> 已經被<fstream.h>包含了, 所以你不必包含所有這兩個檔案, 如果你想顯式包含他們，那隨便你。我們從檔案操作類的設計開始, 我會講解如何進行ASCII I/O操作。 如果你猜是"fstream," 恭喜你答對了！ 但這篇文章介紹的方法,我們分別使用"ifstream"?和 "ofstream" 來作輸入輸出。
如果你用過標準控制台流"cin"?和 "cout," 那現在的事情對你來說很簡單。 我們現在開始講輸出部分，首先聲明一個類對象。

ofstream fout; 

這就可以了，不過你要開啟一個檔案的話, 必須像這樣調用ofstream::open()。

fout.open("output.txt"); 

你也可以把檔案名稱作為構造參數來開啟一個檔案.

ofstream fout("output.txt");

　　這是我們使用的方法, 因為這樣建立和開啟一個檔案看起來更簡單. 順便說一句, 如果你要開啟的檔案不存在，它會為你建立一個, 所以不用擔心檔案建立的問題. 現在就輸出到檔案，看起來和"cout"的操作很像。 對不瞭解控制台輸出"cout"的人, 這裡有個例子。

int num = 150;char name[] = "John Doe";fout << "Here is a number: " << num << "\n";fout << "Now here is a string: " << name << "\n";

　　現在儲存檔案，你必須關閉檔案，或者回寫檔案緩衝. 檔案關閉之後就不能再操作了, 所以只有在你不再操作這個檔案的時候才調用它，它會自動儲存檔案。 回寫緩衝區會在保持檔案開啟的情況下儲存檔案, 所以只要有必要就使用它。 回寫看起來像另一次輸出, 然後調用方法關閉。像這樣：

fout << flush; fout.close(); 

現在你用文字編輯器開啟檔案，內容看起來是這樣：

Here is a number: 150 Now here is a string: John Doe 

　　很簡單吧! 現在繼續檔案輸入, 需要一點技巧, 所以先確認你已經明白了流操作，對 "<<" 和">>" 比較熟悉了, 因為你接下來還要用到他們。繼續…

二、ASCII 輸入
　　輸入和"cin" 流很像. 和剛剛討論的輸出資料流很像, 但你要考慮幾件事情。在我們開始複雜的內容之前, 先看一個文本：

12 GameDev 15.45 L This is really awesome! 

為了開啟這個檔案，你必須建立一個in-stream對象,?像這樣。

ifstream fin("input.txt"); 

　　現在讀入前四行. 你還記得怎麼用"<<" 操作符往流裡插入變數和符號吧？好,?在 "<<" (插入)?操作符之後，是">>" (提取) 操作符. 使用方法是一樣的. 看這個程式碼片段.

int number; float real; char letter, word[8]; fin >> number; fin >> word; fin >> real; fin >> letter; 

也可以把這四行讀取檔案的代碼寫為更簡單的一行。

fin >> number >> word >> real >> letter; 

　　它是如何運作的呢? 檔案的每個空白之後, ">>" 操作符會停止讀取內容, 直到遇到另一個>>操作符. 因為我們讀取的每一行都被分行符號分割開(是空白字元), ">>" 操作符只把這一行的內容讀入變數。這就是這個代碼也能正常工作的原因。但是，可別忘了檔案的最後一行。

This is really awesome! 

　　如果你想把整行讀入一個char數組, 我們沒辦法用">>"?操作符，因為每個單詞之間的空格（空白字元）會中止檔案的讀取。為了驗證：

char sentence[101]; fin >> sentence; 

　　我們想包含整個句子, "This is really awesome!" 但是因為空白, 現在它只包含了"This". 很明顯, 肯定有讀取整行的方法, 它就是getline()。這就是我們要做的。

fin.getline(sentence, 100); 

　　這是函數參數. 第一個參數顯然是用來接受的char數組. 第二個參數是在遇到分行符號之前，數組允許接受的最大元素數量. 現在我們得到了想要的結果：“This is really awesome!”。
你應該已經知道如何讀取和寫入ASCII檔案了。但我們還不能罷休，因為二進位檔案還在等著我們。

三、二進位 輸入輸出
　　二進位檔案會複雜一點, 但還是很簡單的。 首先你要注意我們不再使用插入和提取操作符(譯者註：<< 和 >> 操作符). 你可以這麼做，但它不會用二進位方式讀寫。你必須使用read() 和write() 方法讀取和寫入二進位檔案. 建立一個二進位檔案, 看下一行。

ofstream fout("file.dat", ios::binary); 

　　這會以二進位方式開啟檔案, 而不是預設的ASCII模式。首先從寫入檔案開始。函數write() 有兩個參數。 第一個是指向對象的char類型的指標, 第二個是對象的大小（譯者註：位元組數）。 為了說明，看例子。

int number = 30; fout.write((char *)(&number), sizeof(number)); 

　　第一個參數寫做"(char *)(&number)". 這是把一個整型變數轉為char *指標。如果你不理解，可以立刻翻閱C++的書籍，如果有必要的話。第二個參數寫作"sizeof(number)". sizeof() 返回對象大小的位元組數. 就是這樣!
二進位檔案最好的地方是可以在一行把一個結構寫入檔案。 如果說，你的結構有12個不同的成員。 用ASCII?檔案，你不得不每次一條的寫入所有成員。 但二進位檔案替你做好了。 看這個。

struct OBJECT { int number; char letter; } obj; obj.number = 15;obj.letter = ‘M’; fout.write((char *)(&obj), sizeof(obj)); 

　　這樣就寫入了整個結構! 接下來是輸入. 輸入也很簡單，因為read()?函數的參數和 write()是完全一樣的, 使用方法也相同。

ifstream fin("file.dat", ios::binary); fin.read((char *)(&obj), sizeof(obj)); 

　　我不多解釋用法, 因為它和write()是完全相同的。二進位檔案比ASCII檔案簡單, 但有個缺點是無法用文字編輯器編輯。 接著, 我解釋一下ifstream 和ofstream 對象的其他一些方法作為結束.

四、更多方法
　　我已經解釋了ASCII檔案和二進位檔案, 這裡是一些沒有提及的底層方法。

檢查檔案
你已經學會了open() 和close() 方法, 不過這裡還有其它你可能用到的方法。
方法good() 返回一個布爾值，表示檔案開啟是否正確。
類似的，bad() 返回一個布爾值表示檔案開啟是否錯誤。 如果出錯，就不要繼續進一步的操作了。
最後一個檢查的方法是fail(), 和bad()有點相似, 但沒那麼嚴重。

讀檔案
方法get() 每次返回一個字元。
方法ignore(int,char) 跳過一定數量的某個字元, 但你必須傳給它兩個參數。第一個是需要跳過的字元數。 第二個是一個字元, 當遇到的時候就會停止。 例子,

fin.ignore(100, ‘\n’); 

會跳過100個字元，或者不足100的時候，跳過所有之前的字元，包括 ‘\n’。
方法peek() 返迴文件中的下一個字元, 但並不實際讀取它。所以如果你用peek() 查看下一個字元, 用get() 在peek()之後讀取，會得到同一個字元, 然後移動檔案計數器。
方法putback(char) 輸入字元, 一次一個, 到流中。我沒有見到過它的使用，但這個函數確實存在。

寫檔案
只有一個你可能會關注的方法.?那就是 put(char), 它每次向輸出資料流中寫入一個字元。

開啟檔案
當我們用這樣的文法開啟二進位檔案:

ofstream fout("file.dat", ios::binary); 

　　"ios::binary"是你提供的開啟選項的額外標誌. 預設的, 檔案以ASCII方式開啟, 不存在則建立, 存在就覆蓋. 這裡有些額外的標誌用來改變選項。

ios::app	添加到檔案尾
ios::ate	把檔案標誌放在末尾而非起始。
ios::trunc	預設. 截斷並覆寫檔案。
ios::nocreate	檔案不存在也不建立。
ios::noreplace	檔案存在則失敗。

檔案狀態
　　我用過的唯一一個狀態函數是eof(), 它返回是否標誌已經到了檔案末尾。 我主要用在迴圈中。 例如, 這個代碼斷統計小寫‘e’ 在檔案中出現的次數。

ifstream fin("file.txt"); char ch; int counter; while (!fin.eof()) {      ch = fin.get();       if (ch == ‘e’) counter++; }fin.close(); 

　　我從未用過這裡沒有提到的其他方法。 還有很多方法，但是他們很少被使用。參考C++書籍或者檔案流的協助文檔來瞭解其他的方法。

結論
　　你應該已經掌握了如何使用ASCII檔案和二進位檔案。有很多方法可以幫你實現輸入輸出，儘管很少有人使用他們。 我知道很多人不熟悉檔案I/O操作，我希望這篇文章對你有所協助。 每個人都應該知道. 檔案I/O還有很多顯而易見的方法,?例如包含檔案 <stdio.h>. 我更喜歡用流是因為他們更簡單。 祝所有讀了這篇文章的人好運, 也許以後我還會為你們寫些東西。