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电脑为我们提供了很多处理文件和操作数据的方式。但当你在编程时，你通常希望对文件有更精细的控制和定制能力。而当你处理大量数据时，一些程序可能会引入不必要的开销并影响性能。这些都是你可能需要更强大的技术的情况，尤其是在开发程序时。在本文中，我们将探讨c++文件处理涉及的元素，包括使用的操作和最佳实践。
什么是c++文件处理？
你可能会猜到文件处理是指管理、创建、读取和写入文件的过程，你完全正确。因此，c++文件处理是指我们使用编程语言来操作我们的数据文件。当我们开发c++项目和大量数据时，这通常是首选，因为我们可以在同一语言中快速工作。c++为我们提供了很多可用于处理文件的类。接下来，我们将介绍这些类的基本知识。
文件处理的类
c++中用于处理文件的主要类是ifstream、ofstream和fstream。通常，当我们在使用c++时，我们导入iostream头文件，因为这对所有标准输入/输出操作都是必需的。然而，当我们想要管理文件时，我们要进一步导入fstream类。这为我们提供了有效地操作文件的特定类。我们在下表中总结了类层次结构和类函数：
| 类 | 功能 | 派生自 | 继承到 | 操作 |
|---|---|---|---|---|
| iostream | 头文件，提供基本的输入/输出操作 | none | none | <> operators, tie(), flush() |
| ios | 基类，为istream和ostream提供功能 | none | istream, ostream | good(), bad(), fail(), clear(), setstate(), precision(), width() |
| istream | 输入流的基类，用于读取文件 | iostream | none | getline(), ignore(), peek(), get(), open(), close() |
| ostream | 输出流的基类，用于写入文件 | iostream | none | put(), write(), open(), close() |
| fstreambase | 基类，特定于文件流的功能，即打开、关闭和错误处理 | iostream | ifstream, ofstream, fstream | none |
| ifstream | 用于从文件中读取数据。通常继承istream并添加特定功能 | fstreambase | none | 与istream相同，但也具有打开功能 |
| ofstream | 用于向文件中写入数据。继承自ostream并添加特定功能 | fstreambase | none | 与ostream相同，但也具有打开功能 |
| fstream | 用于读写文件中的数据。继承自istream和ostream，并添加特定功能 | fstreambase | none | 与istream和ostream相同，但也具有打开功能 |
| streambuf | 处理流缓冲区的接口，即管理数据存储和传输。 | ios | none | sputc(), sgetc(), sputn(), sgetn() |
| filebuf | 文件和流缓冲区之间的接口。 | ios | none | 与streambuf相同，但也具有打开和关闭功能 |
在c++中，我们使用特定的类进行文件操作。
©monstar studio/shutterstock.com
文件处理操作
上表中提供了操作的简要概述，但以下内容提供了更多关于这些操作如何工作的详细信息。
| 操作 | 用途 |
|---|---|
| << | 重载运算符，将格式化的数据写入输出流。 |
| >> | 重载运算符，从输入流中读取格式化的数据。 |
| tie() | 获取或设置与另一个流同步的绑定流对象，即输入流或输出流。 |
| flush() | 刷新输出序列，即将数据立即写入输出目标。 |
| good() | 检查流状态是否良好，如果是则返回true。 |
| bad() | 检查流状态是否糟糕，如果是则返回true。 |
| fail() | 检查是否发生故障，如果是则返回true。 |
| clear() | 清除错误标志并重置流状态。 |
| setstate() | 手动设置错误标志。 |
| precision() | 设置输出中要显示的小数位数。 |
| width() | 设置输出的字段宽度，即要写入的最少字符数。 |
| getline() | 从输入流中读取一行文本，直到遇到换行符为止。 |
| ignore() | 忽略输入流中的特定数量字符。 |
| peek() | 返回输入流的下一个字符而不将其删除。 |
| get() | 从输入流中提取单个字符并增加流位置。 |
| open() | 打开一个文件进行读取或写入。 |
| close() | 关闭一个文件。 |
| put() | 将一个字符写入输出流。 |
| write() | 将一块数据写入输出流，通常是指定数量的字符。 |
| sputc() | 将一个字符写入输出缓冲区。 |
| sgetc() | 从输入缓冲区读取一个字符。 |
| sputn() | 使用指向缓冲区和指定数量的字符的指针，将一块字符写入输出缓冲区。 |
| sgetn() | 使用指向缓冲区和指定数量的字符的指针，从输入缓冲区读取一块字符。 |
操作示例
现在我们已经了解了文件处理中涉及的基本操作和类，让我们用一个示例来说明其中的一些操作。考虑下面的代码块：
#include
#include
#include
int main() {
std::ofstream file("data.txt");
if (file.is_open()) {
std::string message = "hello, world!";
int number = 42;
file.precision(2);
file.width(10);
file.tie(&std::cout);
file << "message: " << message << std::endl;
file << "number: " << number << std::endl;
file.flush();
if (file.good()) {
std::cout << "file write operation was successful." << std::endl;
} else {
std::cout << "file write operation failed." << std::endl;
}
file.close();
} else {
std::cout << "failed to open the file." << std::endl;
return 1;
}
std::ifstream inputfile("data.txt");
if (inputfile.is_open()) {
char character;
std::string line;
character = inputfile.get();
std::cout << "character: " << character << std::endl;
inputfile.clear();
inputfile.ignore(4);
character = inputfile.get();
std::cout << "next character: " << character << std::endl;
inputfile.seekg(0);
character = inputfile.peek();
std::cout << "peeked character: " << character << std::endl;
inputfile.ignore(std::numeric_limits::max(), 'n');
std::getline(inputfile, line);
std::cout << "line: " << line << std::endl;
inputfile.close();
} else {
std::cout << "failed to open the file for reading." << std::endl;
return 1;
}
return 0;
}<img_1>
<em>您可以使用c++直接从您的ide管理文件。</em>
©dc studio/shutterstock.com
代码解释
首先，我们导入必要的模块 – “iostream”用于输入/输出操作，“fstream”用于文件操作，“string”用于操作字符串。
打开文件，并声明变量
接下来，我们声明“main()”方法，声明一个名为“file”的对象，并以写模式打开了一个名为“data.txt”的截断文件。然后我们使用“is_open()”检查文件是否成功打开。
在此之后，我们声明了“message”字符串变量，将其赋值为“hello, world!”，并声明“number”整数变量，将其赋值为42。我们还使用“precision()”设置小数位数为2，使用“width()”设置宽度为10。
然后使用“tie()”将“file”流与“std::cout”流同步，这意味着当我们写入“file”时，也会写入“std::cout”。
写入消息
然后使用“<<”将消息和数字写入文件。然后刷新输出缓冲区以确保数据被写入。
然后检查文件的状态是否良好以及操作是否成功完成。还打印了消息以表示这一点，并关闭了文件。
然后我们声明了一个新的“std::fstream”流对象，名为“inputfile”。我们还以读模式打开这个文件。检查文件的打开情况。还声明了“character”和“line”变量。
读取和打印
使用“get()”从文件中读取一个字符，将其存储在character变量中并打印。使用“clear()”方法还清除了任何潜在的错误标志。
使用“ignore()”忽略了接下来的4个字符，然后使用“get()”打印了下一个字符。
在此之后，使用“seekg()”将位置移动到文件的开头，并使用“peek()”打印下一个字符。然后忽略所有剩余的字符，直到达到换行符，并使用“getline()”读取整行，将其存储在line变量中并打印出来。
最后，关闭文件。输出可以在附带的图像中看到。
这是一个使用c++进行文件处理操作的简单示例，显示了预期的输出。
©jingzhengli.com
总结
c++中涉及许多与文件处理相关的操作。通过理解这些操作，您可以高效地读写文件，并逐行处理文件并持久存储数据。检查文件状态并返回错误代码以有效处理任何问题非常重要。对文件处理的了解还将帮助您将数据与其他系统集成，使其更加健壮。
