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文件输入输出

news 2025/7/1 9:26:23

写在前面

本文为博主复习笔记，希望对读者有所帮助。

概述

头文件：fstream。

三个类：

ifstream，读
ofstream，写
fstream，读写

在学习文件输入输出时，应该和之前学过的IO类关联起来。

fstream 特有操作表

操作/函数	说明
`fstream fstrm;`	创建一个未绑定的文件流对象
`fstream fstrm(s);`	创建文件流并打开名为 `s` 的文件
`fstream fstrm(s, mode);`	以指定模式 `mode` 打开文件 `s`
`fstrm.open(s)`	打开名为 `s` 的文件并将文件与 `fstrm` 绑定
`fstrm.open(s, mode)`	以指定模式 `mode` 打开文件 `s`
`fstrm.close()`	关闭与 `fstrm` 绑定的文件
`fstrm.is_open()`	返回 `bool` 值，指示关联文件是否成功打开

模式组合示例

组合	等效效果
`ios::out \| ios::trunc`	打开文件并截断（默认输出模式）
`ios::out \| ios::app`	打开文件追加写入
`ios::in \| ios::out`	打开文件可读写
`ios::in \| ios::out \| ios::trunc`	打开文件可读写并截断

有了上面三个表，我们看看如何使用文件流对象。

使用文件流对象

当我们想要读写一个文件时，可以定义一个文件流对象，并将对象与文件流关联起来。

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>const std::string FileName{ "test.txt" };void test_ostream()
{std::ofstream out("test.txt");//默认的写入指针是位于文件头的if (!out.is_open()){std::cerr << "打开文件失败" << std::endl;out.close();return;}elsestd::cout << "打开文件成功" << std::endl;std::string str{ "测试\n文本" };std::cout << "向文件写入内容：" << str << std::endl;out << str << std::endl;//<<操作符遇到换行符或者空格符不会停止写入out.close();
}void test_ifstream()
{std::ifstream in("test.txt");if (!in.is_open()){std::cerr << "读取文件失败\n";in.close();return;}std::cout << "打开文件成功" << std::endl;std::string fileBuf;in >> fileBuf;std::cout << fileBuf;in.close();
}

上述代码展示了文件输入、输出流的基本使用方式。当一个文件流对象被销毁时，会自动调用close。

文件模式

模式标志	说明
`ios::in`	以读方式打开
`ios::out`	以写方式打开
`ios::app`	每次写操作前定位到文件末尾
`ios::ate`	打开文件后立即定位到文件末尾
`ios::trunc`	截断文件
`ios::binary`	以二进制方式进行IO

当我们未指定文件模式时，不同的文件流类型有默认的文件模式：

文件流类型	默认模式	等效显式模式	说明
`ifstream`	`ios::in`	`ios::in`	只读方式打开文件
`ofstream`	`ios::out`	`ios::out \| ios::trunc`	写入方式打开并截断文件
`fstream`	无默认模式	-	必须显式指定模式

补充说明

ifstream 细节
- 如果文件不存在，打开会失败
- 可以添加 ios::binary 模式进行二进制读取
ofstream 细节
- 如果文件不存在，会创建新文件
- 如果文件存在，默认会清空文件内容
- 可以添加 ios::app 模式改为追加写入
fstream 细节
- 必须显式指定至少 ios::in 或 ios::out 之一
- 常见组合：
  - ios::in \| ios::out：可读可写（不截断）
  - ios::in \| ios::out \| ios::trunc：可读可写并截断
  - ios::in \| ios::out \| ios::app：可读可追加写入
模式继承关系
- ios::in 和 ios::out 是基础模式
- ios::trunc 和 ios::app 是修饰模式
- ios::binary 是独立模式，可与任何模式组合

文件模式有如下使用限制：

基本限制
- 必须至少指定 in 或 out 模式之一
- 不能同时指定 trunc 和 app 模式（互斥）
ifstream 限制
- 只能使用 in 模式（默认）
- 可以组合 binary 模式
- 不能使用 out、trunc 或 app 模式
ofstream 限制
- 默认使用 out|trunc 模式
- 可以组合 app 模式（但不能与 trunc 同时使用）
- 可以组合 binary 模式
- 不能单独使用 in 模式
fstream 限制
- 默认无模式（需要显式指定）
- 可以组合 in 和 out 模式
- 可以组合 trunc 或 app 模式（但不能同时）
- 可以组合 binary 模式
特殊限制
- 以 out 模式打开但不指定 app 或 trunc 时：
  - 如果文件存在，内容不会被自动截断
  - 如果文件不存在，会创建新文件
- ate 模式只影响初始位置，不影响写入行为
- binary 模式必须显式指定，否则默认为文本模式
错误情况
- 以 in 模式打开不存在的文件会失败
- 以 trunc 模式打开但未指定 out 会失败
- 对只读文件（系统权限）尝试 out 模式会失败
- 对只写文件（系统权限）尝试 in 模式会失败