Операции ввода-вывода файла в C++

Операции с файлом в C++При программировании в реальном времени мы имеем дело с большими блоками данных, которые невозможно разместить на стандартных устройствах ввода-вывода. Следовательно, нам нужно использовать вторичное хранилище для хранения данных. Во вторичном хранилище, данные обычно хранятся данные в виде файлов.

Мы можем читать данные из файлов или записывать данные в файлы, используя последовательность данных, называемую потоками, в текстовом или двоичном формате. Существуют различные операции ввода/вывода и другие операции, связанные с файлами в C++. В этой статье объясняются эти операции, связанные с файлами, с использованием различных классов.

Классы файлового ввода/вывода в C++

Мы рассказывали про класс iostream в C++, который определяет стандартные функции ввода и вывода, включая cin и cout. Этот класс ограничен стандартными устройствами ввода и вывода, такими как клавиатура и монитор соответственно.

Когда дело доходит до операций с файлами, в C++ есть набор классов, который можно использовать.

Эти классы описаны ниже:

  • Ofstream: класс обработки файлов, который обозначает выходной файловый поток и используется для записи данных в файлы.
  • Ifstream: класс обработки файлов, который обозначает входной файловый поток и используется для чтения данных из файла.
  • Fstream: класс обработки файлов, который может обрабатывать как ifstream, так и ofstream. Его можно использовать для чтения и записи в файл.

В C++ обработку файлов поддерживают следующие операции:

  • Открытие файла
  • Закрытие файла
  • Чтение из файла
  • Запись в файл

Давайте рассмотрим каждую из этих операций в деталях.

Открытие файла

Связывание объекта одного из потоковых классов с файлом либо для чтения, либо для записи, либо для того и другого называется открытием файла. Открытый файл представлен в коде с помощью этого объекта потока. Таким образом, любая операция чтения/записи, выполняемая с этим потоковым объектом, будет применяться и к физическому файлу.

Общий синтаксис для открытия файла с потоком:

filename => строка, содержащая путь и имя открываемого файла.

Читать также:  Операторы new и delete в C++ с примерами

mode => необязательный параметр, указывающий режим, в котором файл должен быть открыт.

C++ поддерживает различные режимы открытия файла. Мы также можем указать комбинацию этих режимов с помощью оператора OR.

Файловый режим Описание
ios::in Открывает файл в режиме ввода для чтения.
ios::out Открывает файл в режиме вывода для записи данных в файл.
ios::ate Устанавливает начальную позицию в конце файла. Если флаг конца файла не установлен, начальное положение устанавливается в начало файла.
ios::trunc Если файл открыт для записи и уже содержит содержимое, оно усекается.
ios::app Открывает файл в режиме добавления, так что все содержимое добавляется в конец файла.
ios::binary Открывает файл в бинарном режиме.

Например, если мы хотим открыть файл «myfile.dat» для добавления данных в двоичном режиме, мы можем написать следующий код:

Как уже упоминалось, параметр режима является необязательным. Когда мы открываем файл без указания второго параметра, открытая функция-член ofstream, ifstream или fstream имеет режим по умолчанию для открытия файла.

Они представлены следующим образом:

Класс Режим по умолчанию
Ifstream ios::in
ofstream ios::out
Fstream ios::in|ios::out

Итак, если мы не указываем второй параметр в функции открытия, в зависимости от используемого класса потока файл открывается в режиме по умолчанию.

Закрытие файла

Мы можем использовать функцию закрытия, чтобы закрыть файл и освободить ресурсы, удерживаемые файлом, когда мы закончим операции ввода и вывода в файле.

Функция закрытия файла:

Итак, когда мы закончим операции с вышеуказанным файлом myfile, мы можем закрыть файл следующим образом:

Как только файл закрыт с помощью функции закрытия, связанный файловый объект может быть повторно использован для открытия другого файла.

Чтение из файла

Мы можем прочитать информацию из файла построчно, используя оператор извлечения потока (>>). Это похоже на чтение ввода со стандартного ввода с помощью cin. Единственная разница в том, что в случае файлов мы используем объект ifstream или fstream вместо cin.

Читать также:  Многомерные массивы в C++

Пример кода для чтения из файла приведен ниже:

В приведенном выше коде мы открываем файл и с помощью оператора извлечения потока (>>) читаем содержимое файла. Закончив чтение, мы можем закрыть файл.

Запись в файл

Мы также можем записывать данные в файл, используя файловые операции. Оператор, который мы используем для записи данных в файл, — это оператор вставки потока (<<). Опять же, это тот же самый оператор, который мы используем для вывода данных на стандартное устройство вывода с помощью cout. Разница между ними заключается в том, что для записи, связанной с файлом, мы используем объект ofstream или fstream.

Давайте рассмотрим следующий пример кода:

Здесь мы читаем строку из ввода и записываем ее в файл, который был открыт с помощью объекта ofstream.

В приведенном ниже примере кода продемонстрированы все операции по обработке файлов:

Вывод данных:

В приведенной выше программе сначала мы открываем файл в режиме записи. Затем мы читаем данные, т.е. имя и возраст, и записываем их в файл. Затем мы закрываем этот файл. Далее открываем этот же файл в режиме чтения и считываем данные построчно из файла и выводим на экран.

Таким образом, эта программа охватывает все операции файлового ввода-вывода.

Проверка состояния файла

Есть несколько функций-членов, которые используются для проверки состояния файла. Все эти функции возвращают логическое значение.

Мы свели в таблицу эти функции следующим образом:

Функция Описание
eof() Возвращает true, если при чтении файла достигнут конец файла.
fail() Возвращает true при сбое операции чтения/записи или возникновении ошибки формата
bad() Возвращает true, если чтение или запись в файл завершились неудачно.
good() Возвращает false в тех же случаях, когда вызов любой из вышеперечисленных функций вернул бы true.

Get/Put и другие специальные операции

Потоки файлового ввода-вывода, которые вы видели до сих пор, имеют внутренние позиции get и put, аналогичные другим потокам ввода-вывода, таким как iostream.

Читать также:  Полный Обзор C++

Класс ifstream имеет внутреннюю позицию получения, которая содержит расположение элемента/символа, который будет считан в файле при следующей операции ввода. Класс ofstream имеет внутреннюю позицию ввода, которая содержит расположение элемента/символа, который будет записан в следующей операции вывода.

Между прочим, у fstream есть позиции get и put.

Чтобы облегчить чтение и запись с использованием этих позиций, у нас есть несколько функций-членов, которые используются для изменения этих позиций.

Эти функции перечислены ниже:

Функции Описание
tellg() Возвращает текущую позицию указателя get
tellp() Возвращает текущую позицию указателя ввода
seekg(position) Перемещение получает указатель на указанное место, отсчитывая от начала файла
seekg(offset,direction) Перемещение получает указатель на значение смещения относительно точки, заданной параметром direction.
seekp(position) Перемещает указатель на указанное место, отсчитывая от начала файла
seekp(offset, direction) Перемещение помещает указатель на значение смещения относительно точки, заданной параметром direction.

Направление параметра, данное в приведенных выше прототипах функций, является перечисляемым типом типа seekdir и определяет точку, от которой отсчитывается смещение.

Оно может иметь следующие значения:

ios::beg Смещение от начала потока
ios::cur Смещение от текущей позиции
ios::end Смещение от конца потока

Давайте посмотрим на полный пример, демонстрирующий использование этих функций:

Вывод данных:

Созданный файл

Как показано в приведенной выше программе, у нас есть созданный файл, в который мы записываем строку текста. Затем, используя различные функции, описанные выше, мы отображаем различные положения указателя файла.

Итог

В этой статье мы рассмотрели различные операции с файлами для открытия, закрытия и чтения/записи данных из/в файл.

Мы также привели функции для изменения указателя файла для доступа к определенным позициям в файле. В следующей статье мы поговорим об обработке исключений в C++ для повышения надежности и эффективности кода.

С Уважением, МониторБанк

Добавить комментарий