C работа с файлами fstream

БлогNot. Лекции по C/C++: работа с файлами (fstream)

Лекции по C/C++: работа с файлами (fstream)

Механизм ввода-вывода, разработанный для обычного языка С, не соответствует общепринятому сегодня стилю объектно-ориентированного программирования, кроме того, он активно использует операции с указателями, считающиеся потенциально небезопасными в современных защищённых средах выполнения кода. Альтернативой при разработке прикладных приложений является механизм стандартных классов ввода-вывода, предоставляемый стандартом языка C++.

Наиболее часто применяются классы ifstream для чтения, ofstream для записи и fstream для модификации файлов.

Все поточные классы ввода-вывода являются косвенными производными от общего предка ios , полностью наследуя его функциональность. Так, режим открытия файлов задает член данных перечисляемого типа open_mode, который определяется следующим образом:

Ниже приведены возможные значения флагов и их назначение.

Режим Назначение
in Открыть для ввода (выбирается по умолчанию для ifstream)
out Открыть для вывода (выбирается по умолчанию для ofstream)
binary Открыть файл в бинарном виде
aрр Присоединять данные; запись в конец файла
ate Установить файловый указатель на конец файла
trunc Уничтожить содержимое, если файл существует (выбирается по умолчанию, если флаг out указан, а флаги ate и арр — нет)

Например, чтобы открыть файл с именем test.txt для чтения данных в бинарном виде, следует написать:

Оператор логического ИЛИ ( | ) позволяет составить режим с любым сочетанием флагов. Так, чтобы, открывая файл по записи, случайно не затереть существующий файл с тем же именем, надо использовать следующую форму:

Предполагается, что к проекту подключён соответствующий заголовочный файл:

Для проверки того удалось ли открыть файл, можно применять конструкцию

Операторы включения и извлечения

Переопределённый в классах работы с файлами оператор включения ( ) записывает данные в файловый поток. Как только вы открыли файл для записи, можно записывать в него текстовую строку целиком:

Можно также записывать текстовую строку по частям:

Оператор endl завершает ввод строки символом "возврат каретки":

С помощью оператора включения несложно записывать в файл значения переменных или элементов массива:

В результате выполнения кода образуется три строки текстового файла Temp.txt :

Обратите внимание, что числовые значения записываются в файл в виде текстовых строк, а не двоичных значений.

Оператор извлечения ( >> )производит обратные действия. Казалось бы, чтобы извлечь символы из файла Temp.txt , записанного ранее, нужно написать код наподобие следующего:

Однако оператор извлечения остановится на первом попавшемся разделителе (символе пробела, табуляции или новой строки). Таким образом, при разборе предложения "Текстовый массив содержит переменные" только слово "Текстовый" запишется в массив buff , пробел игнорируется, а слово "массив" станет значением целой переменной vx и исполнение кода "пойдет вразнос" с неминуемым нарушением структуры данных. Далее, при обсуждении класса ifstream , будет показано, как правильно организовать чтение файла из предыдущего примера.

Класс ifstream: чтение файлов

Как следует из расшифровки названия, класс ifstream предназначен для ввода файлового потока. Далее перечислены основные методы класса. Большая часть из них унаследована от класса istream и перегружена с расширением родительской функциональности. К примеру, функция get , в зависимости от параметра вызова, способна считывать не только одиночный символ, но и символьный блок.

Метод Описание
open Открывает файл для чтения
get Читает один или более символов из файла
getline Читает символьную строку из текстового файла или данные из бинарного файла до определенного ограничителя
read Считывает заданное число байт из файла в память
eof Возвращает ненулевое значение (true), когда указатель потока достигает конца файла
peek Выдает очередной символ потока, но не выбирает его
seekg Перемещает указатель позиционирования файла в заданное положение
tellg Возвращает текущее значение указателя позиционирования файла
close Закрывает файл

Теперь понятно, как нужно модифицировать предыдущий пример, чтобы использование оператора извлечения данных давало ожидаемый результат:

Метод getline прочитает первую строку файла до конца, а оператор >> присвоит значения переменным.

Следующий пример показывает добавление данных в текстовый файл с последующим чтением всего файла. Цикл while (1) используется вместо while(!file2.eof()) по причинам, которые обсуждались в предыдущей лекции.

Читайте также:  Установка realtek для windows 10

В следующем примере показан цикл считывания строк из файла test.txt и их отображения на консоли.

Этот код под ОС Windows также зависит от наличия в последней строке файла символа перевода строки, надежнее было бы сделать так:

Явные вызовы методов open и close не обязательны. Действительно, вызов конструктора с аргументом позволяет сразу же, в момент создания поточного объекта file , открыть файл:

Вместо метода close можно использовать оператор delete , который автоматически вызовет деструктор объекта file и закроет файл. Код цикла while обеспечивает надлежащую проверку признака конца файла.

Класс ofstream: запись файлов

Класс ofstream предназначен для вывода данных из файлового потока. Далее перечислены основные методы данного класса.

Метод Описание
open Открывает файл для записи
put Записывает одиночный символ в файл
write Записывает заданное число байт из памяти в файл
seekp Перемещает указатель позиционирования в указанное положение
tellp Возвращает текущее значение указателя позиционирования файла
close Закрывает файл

Описанный ранее оператор включения удобен для организации записи в текстовый файл:

В принципе, бинарные данные обслуживаются наподобие текстовых. Отличие состоит в том, что если бинарные данные записываются в определенной логической структуре, то они должны считываться из файла в переменную того же структурного типа.

Первый параметр методов write и read (адрес блока записи/чтения) должен иметь тип символьного указателя char * , поэтому необходимо произвести явное преобразование типа адреса структуры void * . Второй параметр указывает, что бинарные блоки файла имеют постоянный размер байтов независимо от фактической длины записи. Следующее приложение дает пример создания и отображения данных простейшей записной книжки. Затем записи файла последовательно считываются и отображаются на консоли.

В результате выполнения этого кода образуется бинарный файл Notebook.dat из трех блоков размером по 80 байт каждый (при условии, что символы – однобайтовые). Естественно, вы можете использовать другие поточные методы и проделывать любые операции над полями определенной структуры данных.

Класс fstream: произвольный доступ к файлу

Предположим что в нашей записной книжке накопилось 100 записей, а мы хотим считать 50-ю. Конечно, можно организовать цикл и прочитать все записи с первой по заданную. Очевидно, что более целенаправленное решение – установить указатель позиционирования файла pos прямо на запись 50 и считать ее:

Подобные операции поиска эффективны, если файл состоит из записей известного и постоянного размера. Чтобы заменить содержимое произвольной записи, надо открыть поток вывода в режиме модификации:

Если не указать флаг ios::ate (или ios::app ), то при открытии бинарного файла Notebook.dat его предыдущее содержимое будет стерто!

Наконец, можно открыть файл одновременно для чтения/записи, используя методы, унаследованные поточным классом fstream от своих предшественников. Поскольку класс fstream произведен от istream и ostream (родителей ifstream и ofstream соответственно), все упомянутые ранее методы становятся доступными в приложении.

В следующем примере показана перестановка первой и третьей записей файла Notebook.dat .

В конструкторе объекта file надо указать флаги ios::in и ios::out , разрешая одновременное выполнение операций чтения и записи. В результате выполнения этого кода первая и третья записи бинарного файла Notebook.dat поменяются местами.

Дополнительные примеры по теме есть в этой заметке.

Оглавление серии

05.11.2015, 09:45; рейтинг: 103433

Обновл. 15 Июл 2019 |

Работа файлового ввода/вывода в C++ почти аналогична работе обычных потоков ввода/вывода (но с небольшими нюансами).

Классы файлового ввода/вывода

Есть три основных класса файлового ввода/вывода в C++:

ofstream (является дочерним классу ostream);

fstream (является дочерним классу iostream ).

С помощью этих классов можно выполнять однонаправленный файловый ввод, однонаправленный файловый вывод и двунаправленный файловый ввод/вывод. Для их использования нужно всего лишь подключить заголовочный файл fstream.

В отличие от потоков cout, cin, cerr и clog, которые сразу же можно использовать, файловые потоки должны быть явно установлены программистом. То есть, чтобы открыть файл для чтения и/или записи, нужно создать объект соответствующего класса файлового ввода/вывода, указав имя файла в качестве параметра. Затем, с помощью операторов вставки ( >), можно записывать данные в файл или читать содержимое файла. После этого финал — нужно закрыть файл: явно вызвать метод close() или просто позволить файловой переменной ввода/вывода выйти из области видимости (деструктор файлового класса ввода/вывода закроет этот файл автоматически вместо нас).

Читайте также:  Ава удаленной страницы в контакте фото

Файловый вывод

Для записи в файл используется класс ofstream . Например:

Если вы загляните в каталог вашего проекта (ПКМ по вкладке с названием вашего .cpp файла в Visual Studio > «Открыть содержащую папку»), то увидите файл с именем SomeText.txt, в котором находятся следующие строчки:

See line #1!
See line #2!

Обратите внимание, мы также можем использовать метод put() для записи одного символа в файл.

Файловый ввод

Теперь мы попытаемся прочитать содержимое файла, который создали в предыдущем примере. Обратите внимание, ifstream возвращает 0 , если мы достигли конца файла (это удобно для определения «длины» содержимого файла). Например:

Результат выполнения программы выше:

Хм, это не совсем то, что мы хотели. Как мы уже знаем из предыдущих уроков, оператор извлечения работает с «отформатированными данными», т.е. он игнорирует все пробелы, символы табуляции и символ новой строки. Чтобы прочитать всё содержимое как есть, без его разбивки на части (как в примере выше), нам нужно использовать метод getline():

Результат выполнения программы выше:

See line #1!
See line #2!

Буферизованный вывод

Вывод в C++ может быть буферизован. Это означает, что всё, что выводится в файловый поток, не может сразу же быть записанным на диск (в конкретный файл). Это сделано, в первую очередь, по соображениям производительности. Когда данные буфера записываются на диск, то это называется очисткой буфера. Одним из способов очистки буфера является закрытие файла. В таком случае всё содержимое буфера будет перемещено на диск, а затем файл будет закрыт.

Буферизация вывода обычно не является проблемой, но, при определённых обстоятельствах, она может вызвать проблемы у неосторожных новичков. Например, когда в буфере хранятся данные и программа преждевременно завершает своё выполнение (либо в результате сбоя, либо путём вызова метода exit()). В таких случаях деструкторы классов файлового ввода/вывода не выполняются, файлы никогда не закрываются, буферы не очищаются и наши данные теряются навсегда. Вот почему хорошей идеей является явное закрытие всех открытых файлов перед вызовом exit().

Также буфер можно очистить вручную, используя метод ostream::flush() или отправив std::flush в выходной поток. Любой из этих способов может быть полезен для обеспечения немедленной записи содержимого буфера на диск в случае сбоя программы.

Интересный нюанс: Поскольку std::endl; также очищает выходной поток, то его чрезмерное использование (приводящее к ненужным очисткам буфера) может повлиять на производительность программы (так как очистка буфера в некоторых случаях может быть затратной операцией). По этой причине программисты, которые заботятся о производительности своего кода, часто используют
вместо std::endl для вставки символа новой строки в выходной поток, дабы избежать ненужной очистки буфера.

Режимы открытия файлов

Что произойдёт, если мы попытаемся записать данные в уже существующий файл? Повторный запуск программы выше (самая первая) показывает, что исходный файл полностью перезаписывается при повторном запуске программы. А что, если нам нужно добавить данные в конец файла? Оказывается, конструкторы файлового потока принимают необязательный второй параметр, который позволяет указать программисту способ открытия файла. В качестве этого параметра можно передавать следующие флаги (которые находятся в классе ios ):

app — открывает файл в режиме добавления;

ate — переходит в конец файла перед чтением/записью;

binary — открывает файл в бинарном режиме (вместо текстового режима);

in — открывает файл в режиме чтения (по умолчанию для ifstream );

out — открывает файл в режиме записи (по умолчанию для ofstream );

trunc — удаляет файл, если он уже существует.

Можно указать сразу несколько флагов путём использования побитового ИЛИ (|).

ifstream по умолчанию работает в режиме ios::in;

ofstream по умолчанию работает в режиме ios::out;

fstream по умолчанию работает в режиме ios::in ИЛИ ios::out, что означает, что вы можете выполнять как чтение содержимого файла, так и запись данных в файл.

Читайте также:  Leeco le 2 x527 4pda прошивка официальная

Работа с файлами с использованием конструкций языка Си была рассмотрена здесь.

Для программиста открытый файл представляется как последовательность считываемых или записываемых данных. При открытии файла с ним связывается поток ввода-вывода . Выводимая информация записывается в поток, вводимая информация считывается из потока.

Для работы с файлами необходимо подключить заголовочный файл . В нем определены несколько классов и подключены заголовочные файлы

Файловый ввод-вывод аналогичен стандартному вводу-выводу, единственное отличие – это то, что ввод-вывод выполнятся не на экран, а в файл.

Если ввод-вывод на стандартные устройства выполняется с помощью объектов cin и cout , то для организации файлового ввода-вывода достаточно создать собственные объекты, которые можно использовать аналогично этим операторам.

При работе с файлом можно выделить следующие этапы:

  • создать объект класса fstream (возможно, ofstream или ifstream );
  • связать объект класса fstream с файлом, который будет использоваться для операций ввода-вывода;
  • осуществить операции ввода-вывода в файл;
  • закрыть файл.

В результате будет создан файл

Режимы открытия файлов устанавливают характер использования файлов. Для установки режима в классе ios предусмотрены константы, которые определяют режим открытия файлов.

Константа Описание
ios::in открыть файл для чтения
ios::out открыть файл для записи
ios::ate при открытии переместить указатель в конец файла
ios::app открыть файл для записи в конец файла
ios::trunc удалить содержимое файла, если он существует
ios::binary открытие файла в двоичном режиме

Режимы открытия файлов можно устанавливать непосредственно при создании объекта или при вызове метода open() .

Режимы открытия файлов можно комбинировать с помощью поразрядной логической операции ИЛИ | , например:

ios::out | ios::in – открытие файла для записи и чтения.

Произвольный доступ к файлу

Система ввода-вывода С++ позволяет осуществлять произвольный доступ с использованием методов seekg() и seekp() .

Смещение определяет область значений в пределах файла ( long int ).

Система ввода-вывода С++ обрабатывает два указателя, ассоциированные с каждым файлом:

  • get pointer g – определяет, где именно в файле будет производиться следующая операция ввода;
  • put pointer p – определяет, где именно в файле будет производиться следующая операция вывода.

Позиция смещения определяется как

Позиция Значение
ios::beg Начало файла
ios::cur Текущее положение
ios::end Конец файла

Всякий раз, когда осуществляются операции ввода или вывода, соответствующий указатель автоматически перемещается.
С помощью методов seekg() и seekp() можно получить доступ к файлу в произвольном месте.

Можно определить текущую позицию файлового указателя, используя следующие функции:

  • streampos tellg() – позиция для ввода
  • streampos tellp() – позиция для вывода

В результате выполнения первой части программы будет создан файл

Вторая часть программы выведет в консоль

Ещё один пример. Допустим, нам нужно заполнять таблицу

ФИО Дата рождения Хобби

Причем каждая вновь введенная строка должна размещаться в таблице непосредственно под "шапкой".

Алгоритм решения задачи следующий:

  • формируем очередную строку для вывода
  • открываем файл для чтения, считываем из него данные и сохраняем их в массив строк
  • закрываем файл
  • открываем файл для записи
  • выводим "шапку" таблицы
  • выводим новую строку
  • выводим все сохраненные строки обратно в файл, начиная со строки после шапки

#include
#include
using namespace std;
#define LINES 100 // максимальное количество строк в файле
int main() <
system( "chcp 1251" );
system( "cls" );
char line[LINES][100];
char str[30];
char s[] = "| | | |" ;
// Ввод данных для размещаемой строки
cout "ФИО: " ;
cin.getline(str, 30); // вводим ФИО
for ( int i = 0; str[i] != ‘’ ; i++) // копируем в строку без 0
s[i + 2] = str[i]; // начиная с указанной позиции
cout "Дата: " ;
cin.getline(str,30);
for ( int i = 0; str[i] != ‘’ ; i++)
s[i + 33] = str[i];
cout "Хобби: " ;
cin.getline(str,30);
for ( int i = 0; str[i] != ‘’ ; i++)
s[i + 50] = str[i];

fstream inOut;
inOut.open( "file.txt" , ios::in); // открываем файл для ввода
// Считываем из файла имеющиеся данные
int count = 0;
while (inOut.getline(line[count], 100)) count++;
inOut.close(); // закрываем файл

Полученный файл данных:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector