C++基础5：文件
2017-07-18 本文已影响214人
jdzhangxin
1. 流
- 流：数据从一个对象到另一个对象的传输。
- 功能：标准输入输出+文件处理
| 分类 | 含义 |
|---|---|
| 文本流 | 一串ASCII字符 |
| 二进制流 | 一串二进制 |
2. 流类型
标准库定义了三大类流类型：标准I/O流、文件流、字符串流
- 标准I/O流
-
ios是抽象类 -
ostream是cout、clog、cerr的类 -
istream是cin的类
-
- 文件流类型
-
ifstream从文件读取数据 -
ofstream向文件写入数据 -
iofstream文件读写数据
-
- 字符串流类型
-
istringstream从string读取数据 -
ostringstream向string写入数据 -
iostringstream读写string数据
-
3. 流对象
通常标准I/O流对象是全局对象不需要定义，而文件流对象和字符串流对象需要用户定义。
标准I/O流对象有以下四个：
| No. | 全局流对象 | 名称 | 缓存 |
|---|---|---|---|
| 1 | cout |
标准输出流 | 带缓存 |
| 2 | cin |
标准输入流 | 带缓存 |
| 3 | clog |
标准日志流 | 带缓存 |
| 4 | cerr |
标准错误流 | 无缓存 |
注意：流对象通常都不能复制。
4. 流对象状态
流对象状态在某一个时刻必定处于以下四个状态之一。
| No. | 状态 | 含义 |
|---|---|---|
| 1 | good() |
前一个流操作成功 |
| 2 | eof() |
到输入尾/文件尾 |
| 3 | fail() |
发生意外事情(读取失败) |
| 4 | bad() |
发生意外严重事情(磁盘读取失败) |
5. I/O操作
I/O操作主要有如下五种：
- 输入操作:
in >> x或者getline(in,s) - 输出操作:
out << x - 操作符
- 流状态
- 格式化
- 输出流默认设置
| 类型 | 进制 | 宽度 | 对齐 | 填充 | 精度 |
|---|---|---|---|---|---|
| 整数 | 十进制 | 0 | 右对齐 | 空格 | 1 |
| 实数 | 十进制 | 0 | 右对齐 | 空格 | 6位数 |
| 字符串 | - | 0 | 右对齐 | 空格 | 字符串实际长度 |
- 格式控制
- 格式控制成员函数
流对象.格式控制函数(实参)
- 预定义格式控制函数
预定义格式控制函数(实参)
- 流的输出控制格式
| 作用 | 格式控制成员函数 | 预定义格式控制函数 | 预定义格式控制符/操作子 | 效果持续 |
|---|---|---|---|---|
| 进制 |
flags() setf() unsetf()
|
setiosflags() |
dec oct hex showbase
|
能持续 |
| 宽度 | width(n) |
setw(n) |
- | 不能持续 |
| 对齐 |
flags() setf() unsetf()
|
setiosflags() |
right left internal
|
能持续 |
| 填充 | fill(c) |
setfill(c) |
- | 能持续 |
| 精度 | precision(n) |
setprecision(n) |
- | 能持续 |
- 流的输出控制格式：
decocthex - 数据输入成员函数
字符输入成员函数：get()
字符串输入成员函数：getline() - 数据输出成员函数：
put()
1. 对齐方式
| flag | manipulator | 作用 |
|---|---|---|
ios::left |
left |
居左 |
ios::right |
right |
居右 |
ios::internal |
internal |
输出符号或进制后填充 |
- 成员函数方式
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
int n = -11;
cout.width(6);
cout.flags(ios::right);
cout << n << endl;
cout.width(6);
cout.flags(ios::left);
cout << n << endl;
cout.width(6);
cout.flags(ios::internal);
cout << n << endl;
}
- 操作子方式
#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;
int main(){
int n = -11;
cout << setw(6) << right << n << endl;
cout << setw(6) << left << n << endl;
cout << setw(6) << internal << n << endl;
}
- 混合方式
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
int n = -11;
cout.width(6); cout << left << n << endl;
cout.width(6); cout << right << n << endl;
cout.width(6); cout << internal << n << endl;
}
2. 整数输出格式
| flag | manipulator | 作用 | 是否默认 |
|---|---|---|---|
ios::dec |
dec |
十进制 | 是 |
ios::oct |
oct |
八进制 | 否 |
ios::hex |
hex |
十六进制 | 否 |
ios::uppercase |
uppercase |
使用大写输出十六进制 | 否 |
ios::showbase |
showbase |
输出带有进制的字符 | 否 |
- 成员函数方式
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
int n = 11;
cout.flags(ios::dec);
cout << n << endl;
cout.flags(ios::hex);
cout << n << endl;
cout.flags(ios::oct);
cout << n << endl;
cout.flags(ios::showbase|ios::dec);
cout << n << endl;
cout.flags(ios::showbase|ios::oct);
cout << n << endl;
cout.flags(ios::showbase|ios::hex);
cout << n << endl;
cout.flags(ios::showbase|ios::uppercase|ios::dec);
cout << n << endl;
cout.flags(ios::showbase|ios::uppercase|ios::oct);
cout << n << endl;
cout.flags(ios::showbase|ios::uppercase|ios::hex);
cout << n << endl;
}
- 操作子方式
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
int n = 11;
cout << dec << n << endl;
cout << hex << n << endl;
cout << oct << n << endl;
cout << showbase << dec << n << endl;
cout << oct << n << endl;
cout << hex << n << endl;
cout << uppercase << dec << n << endl;
cout << oct << n << endl;
cout << hex << n << endl;
}
3. 浮点数输出格式
| flag | 作用 | 是否默认 | 精度 |
|---|---|---|---|
ios::defaultfloat |
默认浮点数格式 | 是 | 最多保留多少位数字 |
ios::scientific |
科学计数法输出浮点数 | 否 | 小数点后最多保留多少位数字 |
ios::fixed |
定点数方式输出实数 | 否 | 小数点后最多保留多少位数字 |
如果浮点数没有小数时默认不显示小时点，使用
ios::showpoint可以强制输出浮点数时，必须带小数点。
定点数方式比浮点数方式更精确
取浮点数精确度时，设置ios::fixed
- 成员函数方式
#include <iostream> // cout, std::fixed, std::scientific
using namespace std;
int main () {
double a = 3.1415926534;
double b = 2006.0;
double c = 1.0e-10;
cout.precision(5);
cout << "default:\n";
cout << a << endl << b << endl << c << endl;
cout << "fixed:\n";
cout.flags(ios::fixed);
cout << a << endl << b << endl << c << endl;
cout << "scientific:\n";
cout.flags(ios::scientific);
cout << a << endl << b << endl << c << endl;
return 0;
}
- 操作子方式
#include <iostream> // std::cout, std::fixed, std::scientific
#include <iomanip>
using namespace std;
int main () {
double a = 3.1415926534;
double b = 2006.0;
double c = 1.0e-10;
cout << setprecision(5)
<< "default:\n"
<< a << endl << b << endl << c << endl;
cout << "fixed:\n" << fixed
<< a << endl << b << endl << c << endl;
cout << "scientific:\n" << scientific
<< a << endl << b << endl << c << endl;
return 0;
}
- 混合方式
#include <iostream> // std::cout, std::fixed, std::scientific
int main () {
double a = 3.1415926534;
double b = 2006.0;
double c = 1.0e-10;
std::cout.precision(5);
std::cout << "default:\n";
std::cout << a << '\n' << b << '\n' << c << '\n\n'
std::cout << "fixed:\n" << std::fixed;
std::cout << a << '\n' << b << '\n' << c << '\n\n'
std::cout << "scientific:\n" << std::scientific;
std::cout << a << '\n' << b << '\n' << c << '\n\n';
return 0;
}
4.布尔类型输出格式
| flag | manipulator | 作用 | |
|---|---|---|---|
ios::boolalpha |
boolalpha |
把bool值以字符串true/false输出 |
否 |
5. 其它
| flag | manipulator | 作用 | 默认 |
|---|---|---|---|
ios::showpos |
showpos |
输出十进制0或者正数时，带+号 | 否 |
- 成员函数方式
#include <iostream> // std::cout, std::showpos, std::noshowpos
using namespace std;
int main () {
int p = 1;
int z = 0;
int n = -1;
cout.setf(ios::showpos); cout << p << '\t' << z << '\t' << n << endl;
cout.unsetf(ios::showpos); cout << p << '\t' << z << '\t' << n << endl;
return 0;
}
- 操作子方式
#include <iostream> // std::cout, std::showpos, std::noshowpos
using namespace std;
int main () {
int p = 1;
int z = 0;
int n = -1;
cout << showpos << p << '\t' << z << '\t' << n << endl;
cout << noshowpos << p << '\t' << z << '\t' << n << endl;
return 0;
}
复数虚部
a+bi使用showpos非常合适。
问题
- 浮点数八进制/十六进制输出结果？
- 下列代码为什么能转化成十六进制？
#include <iostream>
#include <iomanip> // setiosflags() , ios::hex
using namespace std;
int main(){
cout << setiosflags(ios::hex) << 10 << endl;
}
最新版C++的iostream库中，在使用setiosflags()前要先使用resetiosflags()清除旧有相应信息。
cout << resetiosflags(ios::basefield)<< setiosflags(ios::hex) << 10 << endl;
以下三类格式化在使用setiosflags(),要先使用resetiosflags()清除旧有相应信息。
stringstream
- 字符串转化数字
istringstream iss(str);
int n;
iss >> n;
C++11提供如下函数简化字符串转数字
-
stoi()stol()stoul()stoll()stoull() -
stof()stod()stold() -
数字转化字符串
int n;
ostringstream oss;
oss << n;
oss.str();
-
C++文件读写
文件：文件名+文件内容(有序数据集合)
文件名：字符序列
文件数据格式：二进制文件/文本文件 -
C++文件操作流程
- 打开文件
- 读写文件
- 关闭文件
- 打开/关闭文件
| 操作 | 代码 |
|---|---|
| 定义读文件流对象 | ifstream 读文件流对象 |
| 定义写文件流对象 | ofstream 写读文件流对象 |
| 定义读写文件流对象 | fstream 读写读文件流对象 |
| 成员函数打开文件 | 文件流对象.open(文件名,文件打开方式) |
| 构造函数打开文件 | 文件流类 对象(文件名,文件打开方式) |
| 判断文件是否打开 | !文件流对象 |
| 关闭文件 | 文件流对象.close(变量) |
- 文本文件读写
| 操作 | 代码 |
|---|---|
| 提取运算符读文件 | 文件流对象 >> 变量 |
| 插入运算符写文件 | 文件流对象 << 变量 |
| 成员函数读文件 | 文件流对象.get(变量) |
| 成员函数写文件 | 文件流对象.put(变量) |
- 二进制文件读写
| 操作 | 代码 |
|---|---|
| 读函数 | read() |
| 写函数 | write() |
| 测试文件结束 | eof() |
- 文件打开方式
| 类型 | 代码 |
|---|---|
| 读 | ios::in |
| 写 | ios::out |
| 添加末尾 | ios::app |
| 已存在文件 | ios::nocreate |
| 未打开文件 | ios::noreplace |
| 二进制 | ios::binary |
- 文件对象指针位置函数
| 操作 | 代码 |
|---|---|
| 获取读位置 | 对象.tellg() |
| 获取写位置 | 对象.tellp() |
| 设置读位置 | 对象.seekg() |
| 设置写位置 | 对象.seekp() |
- 函数后缀
p表示put(输出)，后缀g表示get(输入)。- 如果文件是以
ios::app文本追加方式打开，指针位置默认在文件结束，其他情况默认在文件开头。
- 文件对象状态函数
| 操作 | 代码 |
|---|---|
| 判断文件对象状态是否正常 | 对象.good() |
| 重置文件对象状态 | 对象.clear() |
流式文件类型
-
stream流文件 - 文件指针
FILE*
stream流文件读写
-
ifstream文件读
ifstream fin(文件路径);
fin >> 变量
fin.close();
-
ofstream文件写
ofstream fout(文件路径);
fout << 变量
fout.close();
-
fstream文件写
fstream fs(文件路径,ios::in|ios::out|ios::app);
if(fs){
fs << 变量;
fs.seekg(ios::beg);
fs >> 变量;
fs.close();
}
fstream的打开模式是否创建不存在的文件
| No. | 打开模式 | 是否创建不存在的文件 | ||
|---|---|---|---|---|
| 1 | ios::in |
否 | ||
| 2 | ios::out |
是 | ||
| 3 | `ios::in | ios::out` | 否 | |
| 4 | `ios::in | ios::out | ios::app` | 是 |
先读后写
fstream fs("test.txt",ios::in|ios::out|ios::app);
if(fs){
// 读文件
string str;
while(fs >> str){
cout << str << endl;
}
fs.clear();// 清除错误
// 写文件
while(cin >> str){
fs << str << endl;
}
}
先写后读
fstream fs("test.txt",ios::in|ios::out|ios::app);
if(fs){
// 写文件
string str;
while(cin >> str)
fs << str << endl;
// 读文件
fs.seekg(ios::beg);
while(fs >> str)
cout << str << endl;
// 后续如果对fs操作，需要清空fs状态
}else{
cerr << "file not exist " << endl;
}
文件指针FILE读写
-
FILE文件指针读
FILE* fp = fopen(文件路径,"r");
fscanf(,fp);
fclose(fp);
-
FILE文件指针写
FILE* fp = fopen(文件路径,"w");
fprintf(,fp);
fclose(fp);
对象的序列化与反序列化
序列化:把对象转化成文本/二进制
反序列化:把文本/二进制转化成对象
文件重定向
freopen(文件路径,操作,标准IO)
操作：读(r) 写(w)
- 重定向写
freopen("out.txt","w",stdout);
cout << "out data" <<endl;
- 重定向读
freopen("in.txt","r",stdin);
string str;
cin >> str;
几种常见的文件读取方式对比
-
ifstream+fin -
freopen+cin+sync_with_stdio(false) -
FILE*+fscanf -
freopen+scanf -
freopen+cin
实现日志模块
freopen("test.log","w",stderr);
cerr << "FATAL";
cerr << "ERROR";
clog << "WARNING";
clog << "INFO";
clog << "DEBUG";
扩展阅读
- <<C++程序设计语言(第4部分：标准库) 中文第四版>>：第38章 I/O流
