C++通過ofstream和ifstream實現(xiàn)文件讀寫

更新時間：2025年03月21日 09:59:05 作者：Lion?萊恩呀

本文詳細(xì)介紹了C++中通過ofstream和ifstream進(jìn)行文件的讀寫操作,包括文件打開模式的選擇、錯誤處理策略以及二進(jìn)制文件的特殊處理,重點講解了如何使用這些類進(jìn)行文本和二進(jìn)制文件的讀寫,并強調(diào)了正確處理文件操作中可能出現(xiàn)的錯誤,需要的朋友可以參考下

一、簡介

C++文件流是用于進(jìn)行文件讀寫操作的工具，它提供了一種能夠簡單、高效地與外部文件進(jìn)行交互的方式。C++中文件流主要通過ofstream和ifstream來實現(xiàn)對文件的寫入和讀取。

ofstream（output file stream）用于寫入文件，可以創(chuàng)建、打開并寫入文件內(nèi)容。
ifstream（input file stream）用于讀取文件內(nèi)容，可以打開并讀取文件中的數(shù)據(jù)。

文件流操作可以是文本模式的，也可以是二進(jìn)制模式的，允許以不同的方式對文件進(jìn)行讀取和寫入。

C++文件流提供了許多用于處理文件的功能和方法，包括打開文件、讀寫文件內(nèi)容、關(guān)閉文件等。為了保證文件流的正確使用，需要對文件操作過程中可能出現(xiàn)的錯誤進(jìn)行處理。

二、開始使用ofstream進(jìn)行文件寫入

創(chuàng)建一個ofstream對象來打開和寫入文件：

包含必要的頭文件：

#include <fstream>

創(chuàng)建ofstream對象：

std::ofstream outputFile;

打開文件并寫入內(nèi)容：

outputFile.open("example.txt"); // 打開名為example.txt的文件進(jìn)行寫入

if (outputFile.is_open()) {
    outputFile << "Hello, World!" << std::endl; // 將字符串寫入文件
    outputFile << "This is a sample text." << std::endl;
} else {
    std::cout << "Failed to open the file." << std::endl; // 如果文件打開失敗，輸出錯誤信息
}

outputFile.close(); // 關(guān)閉文件流

在文件成功打開后，可以使用流插入運算符（<<）來向文件中寫入內(nèi)容。最后，記得使用close()函數(shù)關(guān)閉文件流，釋放資源并確保文件操作的完成。這樣就完成了創(chuàng)建ofstream對象并進(jìn)行文件寫入的操作。

下面是ofstream類的主要成員函數(shù)：

成員函數(shù)	描述	參數(shù)
open()	打開文件	const char* filename, ios_base::openmode mode
close()	關(guān)閉文件	無
is_open()	檢查文件是否已經(jīng)成功打開	無
good()	檢查文件流是否處于一個有效狀態(tài)	無
bad()	檢查文件流是否處于一個錯誤狀態(tài)	無
operator<<	將數(shù)據(jù)寫入到文件流中	int, char, string等不同類型的數(shù)據(jù)
tellp()	返回當(dāng)前文件指針的位置（寫入位置）	無
seekp()	設(shè)置寫入位置	streamoff off, ios_base::seekdir way
flush()	刷新輸出緩沖區(qū)	無
rdbuf()	獲取緩沖區(qū)指針	無

其中，ios_base::openmode是一個枚舉類型，用于指定文件打開模式，包括out（寫入）、app（追加）、trunc（截斷并寫入）、ate（打開文件后立即定位到文件末尾）。

除了上述成員函數(shù)外，ofstream還可以使用繼承自ostream的其他成員函數(shù)，包括setf、unsetf、width 等用于設(shè)置標(biāo)志和格式控制。

ofstream 類是用于將數(shù)據(jù)寫入文件的輸出流類。它繼承自ostream類，因此具有ostream類的所有成員函數(shù)，同時也具有一些自己特有的成員函數(shù)。

open()：打開文件，參數(shù)包括文件名和打開模式。

ofstream outputFile;
outputFile.open("example.txt");

close()：關(guān)閉打開的文件。

outputFile.close();

is_open()：檢查文件是否成功打開。

if (outputFile.is_open()) {
    // 文件已經(jīng)成功打開
} else {
    // 文件打開失敗
}

good()：檢查文件流是否處于一個有效狀態(tài)。

if (outputFile.good()) {
    // 文件流處于有效狀態(tài)
} else {
    // 文件流不處于有效狀態(tài)
}

bad()：檢查文件流是否處于一個錯誤狀態(tài)。

if (outputFile.bad()) {
    // 文件流處于錯誤狀態(tài)
} else {
    // 文件流未處于錯誤狀態(tài)
}

三、使用ifstream進(jìn)行文件讀取

創(chuàng)建一個ifstream對象來打開和讀取文件：

包含必要的頭文件：

#include <fstream>

創(chuàng)建ifstream對象：

std::ifstream inputFile;

打開文件并讀取內(nèi)容：

inputFile.open("example.txt"); // 打開名為example.txt的文件進(jìn)行讀取

if (inputFile.is_open()) {
    std::string line;
    while (std::getline(inputFile, line)) {
        std::cout << line << std::endl; // 輸出文件中的每一行內(nèi)容
    }
} else {
    std::cout << "Failed to open the file." << std::endl; // 如果文件無法打開，輸出錯誤信息
}

inputFile.close(); // 關(guān)閉文件流

通過循環(huán)使用getline()函數(shù)逐行讀取文件內(nèi)容，并輸出到控制臺上。最后，別忘了使用close()函數(shù)關(guān)閉文件流，以確保讀取完成。

下面是ifstream類的主要成員函數(shù)以及它們的描述和參數(shù)：

成員函數(shù)	描述	參數(shù)
open()	打開文件	const char* filename, ios_base::openmode mode
close()	關(guān)閉文件	無
is_open()	檢查文件是否已經(jīng)成功打開	無
good()	檢查文件流是否處于一個有效狀態(tài)	無
bad()	檢查文件流是否處于一個錯誤狀態(tài)	無
operator>>	從文件流中讀取數(shù)據(jù)	int, char, string等不同類型的數(shù)據(jù)
tellg()	返回當(dāng)前文件指針的位置（讀取位置）	無
seekg()	設(shè)置讀取位置	streamoff off, ios_base::seekdir way
peek()	查看下一個字符，但不提取它	無
ignore()	忽略一定數(shù)量的字符	streamsize n = 1, int_type delim = Traits::eof()

其中，ios_base::openmode 是一個枚舉類型，用于指定文件打開模式，包括 in（讀?。?、binary（二進(jìn)制模式）等。

四、文件的打開模式

模式	描述
in	以輸入方式打開文件，允許讀取文件內(nèi)容。
out	以輸出方式打開文件，允許寫入文件內(nèi)容。如果文件不存在，則創(chuàng)建新文件；如果文件已存在，則將其長度截為0。
app	在文件末尾附加內(nèi)容，允許寫入文件；如果文件不存在，則創(chuàng)建新文件。
ate	打開文件后立即定位到文件末尾。
trunc	如果文件已存在，則將截斷文件長度為0（清空文件）。
binary	以二進(jìn)制方式打開文件，而非文本模式。文件內(nèi)容將以二進(jìn)制格式進(jìn)行讀取和寫入，而不是以文本格式。

通過組合不同的打開模式選項，可以實現(xiàn)對文件的不同方式打開，包括讀取、寫入、追加和二進(jìn)制模式的操作。

不同場景下選擇打開模式的方法：

讀取文件：
- 如果只需要讀取文件的內(nèi)容，應(yīng)該選擇“in”模式，以輸入方式打開文件。
- 如果希望以二進(jìn)制方式讀取文件內(nèi)容，可以選擇“in | binary”模式。
寫入文件：
- 如果希望創(chuàng)建新文件并寫入內(nèi)容，應(yīng)該選擇“out”模式，以輸出方式打開文件。
- 如果文件已存在，且希望覆蓋原有內(nèi)容，可以選擇“out”模式。
- 如果希望在文件末尾追加內(nèi)容，可以選擇“app”模式。
二進(jìn)制文件操作：
- 如果需要以二進(jìn)制方式對文件進(jìn)行讀寫，應(yīng)該選擇“binary”模式。
- 當(dāng)進(jìn)行二進(jìn)制文件操作時，可以考慮使用“in | binary”或“out | binary”模式，具體取決于是讀取還是寫入操作。
確保文件安全性：
- 如果需要在寫入文件內(nèi)容之前清空文件內(nèi)容，可以選擇“out | trunc”模式，以確保在寫入之前文件已被清空。
- 在追加內(nèi)容之前，可以選擇“app”模式，以確保在文件末尾追加內(nèi)容。

五、錯誤處理

5.1、處理文件打開和讀寫過程中可能發(fā)生的錯誤

通過檢查文件流的狀態(tài)以及使用異常處理來處理文件打開和讀寫過程中可能發(fā)生的錯誤。

檢查流的狀態(tài)：在打開文件或進(jìn)行讀寫操作之后，使用流的成員函數(shù)來檢查文件流的狀態(tài)。常用的函數(shù)包括good()、bad()、fail()和eof()等。通過檢查這些狀態(tài)來確定文件操作是否成功，并根據(jù)需要采取相應(yīng)的操作。
使用異常處理：C++的異常處理機制可以用于捕獲和處理文件操作中的錯誤。通過在文件操作代碼塊中使用try-catch語句，可以捕獲可能發(fā)生的異常，例如文件打開失敗、讀寫錯誤等，并進(jìn)行相應(yīng)的處理或報告錯誤信息。

示例：

#include <iostream>
#include <fstream>

int main() {
    std::ofstream outputFile("example.txt");
    
    try {
        if (!outputFile) {
            throw "File opening failed.";
        }
        
        outputFile << "Hello, World!";
        
        if (outputFile.fail()) {
            throw "Writing to file failed.";
        }
        
        outputFile.close();
    } catch (const char* errorMessage) {
        std::cerr << "Error: " << errorMessage << std::endl;
    }

    return 0;
}

通過檢查文件流的狀態(tài)和使用異常處理，可以有效地處理文件打開和讀寫過程中可能發(fā)生的錯誤，從而確保文件操作的穩(wěn)定性和安全性。

5.2、使用流的狀態(tài)來檢測和處理錯誤

C++的流類提供了幾個成員函數(shù)來獲取流的狀態(tài)，并且可以通過這些狀態(tài)來檢測和處理錯誤。這些狀態(tài)標(biāo)志通常以成員函數(shù)的返回值形式表示。

用于檢測和處理流狀態(tài)的成員函數(shù)：

good()：檢查流是否處于有效狀態(tài)，即未發(fā)生任何錯誤。返回true表示流處于有效狀態(tài)。
bad()：檢查流是否處于錯誤狀態(tài)。返回true表示流處于錯誤狀態(tài)。
fail()：檢查流是否處于失敗狀態(tài)，可能是由于輸入/輸出操作失敗，但并非致命錯誤。返回true表示流處于失敗狀態(tài)。
eof()：檢查是否已經(jīng)達(dá)到文件的末尾（end-of-file）。返回true表示已經(jīng)達(dá)到文件末尾。

這些狀態(tài)標(biāo)志可以幫助我們確定文件讀寫過程中出現(xiàn)的具體錯誤，并做出相應(yīng)的處理。例如，在讀取文件時，可以檢查eof()狀態(tài)來確定是否已經(jīng)讀到文件末尾；在寫入文件時，可以檢查fail()狀態(tài)來確定是否寫入失敗等。

示例：

#include <iostream>
#include <fstream>

int main() {
    std::ifstream inputFile("example.txt");
    
    if (!inputFile.good()) {
        std::cerr << "Error: Failed to open the file." << std::endl;
        return 1;
    }

    std::string data;
    while (inputFile >> data) {
        if (inputFile.fail()) {
            std::cerr << "Error: Failed to read from the file." << std::endl;
            break;
        }
        std::cout << data << " ";
    }

    inputFile.close();

    if (inputFile.bad()) {
        std::cerr << "Error: An unrecoverable error occurred while reading the file." << std::endl;
        return 1;
    }

    return 0;
}

六、二進(jìn)制文件操作

使用二進(jìn)制模式來讀寫文件在C++中是很常見的。二進(jìn)制模式適用于處理非文本文件，如圖像、音頻、視頻等內(nèi)容。在二進(jìn)制模式下，文件的內(nèi)容以其原始的字節(jié)形式進(jìn)行讀寫，而不會對內(nèi)容進(jìn)行解釋或轉(zhuǎn)換。

以二進(jìn)制模式打開文件：使用 ofstream 或 ifstream 對象，并在 open() 函數(shù)中指定 binary 模式。

std::ofstream outputFile("example.bin", std::ios::out | std::ios::binary);
std::ifstream inputFile("example.bin", std::ios::in | std::ios::binary);

寫入數(shù)據(jù)到二進(jìn)制文件：使用 write() 函數(shù)向文件中寫入二進(jìn)制數(shù)據(jù)。write() 函數(shù)的參數(shù)包括一個指向要寫入的數(shù)據(jù)的指針和數(shù)據(jù)的長度。

int data[] = {1, 2, 3, 4, 5};
outputFile.write(reinterpret_cast<char*>(&data), sizeof(data));

從二進(jìn)制文件中讀取數(shù)據(jù)：使用 read() 函數(shù)從文件中讀取二進(jìn)制數(shù)據(jù)。read() 函數(shù)的參數(shù)包括一個指向要讀取數(shù)據(jù)的指針和數(shù)據(jù)的長度。

int data[5];
inputFile.read(reinterpret_cast<char*>(&data), sizeof(data));

關(guān)閉文件流：使用 close() 函數(shù)關(guān)閉文件流，確保數(shù)據(jù)寫入或讀取完成。

outputFile.close();
inputFile.close();

注意：使用二進(jìn)制模式讀寫文件需要對數(shù)據(jù)的存儲和大小有一個清晰的認(rèn)識，確保正確地讀取和寫入數(shù)據(jù)。同時，在處理二進(jìn)制數(shù)據(jù)時，需要注意避免出現(xiàn)類型轉(zhuǎn)換錯誤，確保對二進(jìn)制數(shù)據(jù)的處理是正確的。

示例：

#include <iostream>
#include <fstream>

struct Data {
    int id;
    double value;
};

int main() {
    // 寫入二進(jìn)制數(shù)據(jù)
    std::ofstream outputFile("example.bin", std::ios::out | std::ios::binary);
    
    if(outputFile.is_open()) {
        Data data1 = {1, 3.14};
        Data data2 = {2, 6.28};
        
        // 將數(shù)據(jù)寫入二進(jìn)制文件
        outputFile.write(reinterpret_cast<char*>(&data1), sizeof(data1));
        outputFile.write(reinterpret_cast<char*>(&data2), sizeof(data2));
        
        outputFile.close();
    } else {
        std::cerr << "Failed to open the file for writing." << std::endl;
        return 1; 
    }
    
    // 讀取二進(jìn)制數(shù)據(jù)
    std::ifstream inputFile("example.bin", std::ios::in | std::ios::binary);
  
    if(inputFile.is_open()) {
        Data data1, data2;
        
        // 從文件中讀取二進(jìn)制數(shù)據(jù)
        inputFile.read(reinterpret_cast<char*>(&data1), sizeof(data1));
        inputFile.read(reinterpret_cast<char*>(&data2), sizeof(data2));
        
        // 輸出讀取的數(shù)據(jù)
        std::cout << "Data 1: " << data1.id << " " << data1.value << std::endl;
        std::cout << "Data 2: " << data2.id << " " << data2.value << std::endl;
        
        inputFile.close();
    } else {
        std::cerr << "Failed to open the file for reading." << std::endl;
        return 1;
    }

    return 0;
}

七、綜合示例

使用ofstream和ifstream來進(jìn)行文件讀寫，包括文本文件和二進(jìn)制文件的操作。

#include <iostream>
#include <fstream>

// 結(jié)構(gòu)體用于存儲二進(jìn)制文件數(shù)據(jù)
struct Data {
    int id;
    double value;
};

int main() {
    // 寫入文本文件
    std::ofstream textOutputFile("textfile.txt");
    
    if(textOutputFile.is_open()) {
        textOutputFile << "This is a text file." << std::endl;
        textOutputFile << "It is used to demonstrate text file writing." << std::endl;
        
        textOutputFile.close();
    } else {
        std::cerr << "Failed to open the text file for writing." << std::endl;
        return 1; 
    }

    // 讀取文本文件
    std::ifstream textInputFile("textfile.txt");
  
    if(textInputFile.is_open()) {
        std::string line;
        
        while (std::getline(textInputFile, line)) {
            std::cout << line << std::endl;
        }
        
        textInputFile.close();
    } else {
        std::cerr << "Failed to open the text file for reading." << std::endl;
        return 1;
    }

    // 寫入二進(jìn)制文件
    std::ofstream binaryOutputFile("binaryfile.bin", std::ios::out | std::ios::binary);
    
    if(binaryOutputFile.is_open()) {
        Data data1 = {1, 3.14};
        Data data2 = {2, 6.28};
        
        binaryOutputFile.write(reinterpret_cast<char*>(&data1), sizeof(data1));
        binaryOutputFile.write(reinterpret_cast<char*>(&data2), sizeof(data2));
        
        binaryOutputFile.close();
    } else {
        std::cerr << "Failed to open the binary file for writing." << std::endl;
        return 1; 
    }
    
    // 讀取二進(jìn)制文件
    std::ifstream binaryInputFile("binaryfile.bin", std::ios::in | std::ios::binary);
  
    if(binaryInputFile.is_open()) {
        Data data1, data2;
        
        binaryInputFile.read(reinterpret_cast<char*>(&data1), sizeof(data1));
        binaryInputFile.read(reinterpret_cast<char*>(&data2), sizeof(data2));
        
        std::cout << "Data 1: " << data1.id << " " << data1.value << std::endl;
        std::cout << "Data 2: " << data2.id << " " << data2.value << std::endl;
        
        binaryInputFile.close();
    } else {
        std::cerr << "Failed to open the binary file for reading." << std::endl;
        return 1;
    }

    return 0;
}

八、總結(jié)

介紹了 C++ 文件流作為進(jìn)行文件讀寫操作的工具，以及 ofstream 和 ifstream 類的基本作用和用法。
ofstream 的成員函數(shù)：覆蓋了 ofstream 類的一些常用成員函數(shù)，包括 open()、close()、is_open()、good()、bad()、operator<< 等。這些函數(shù)是實現(xiàn)文件寫入操作時的關(guān)鍵。
使用流插入運算符（<<）將數(shù)據(jù)寫入文件。
文件的打開模式，包括讀取、寫入、追加和二進(jìn)制模式，以及如何在不同情況下選擇合適的打開模式的方法。
處理文件打開和讀寫操作中可能發(fā)生的錯誤，包括使用流的狀態(tài)來檢測錯誤以及使用異常處理。
使用二進(jìn)制模式讀寫文件：介紹了如何使用二進(jìn)制模式來進(jìn)行文件讀寫操作，包括如何以二進(jìn)制模式打開文件、寫入數(shù)據(jù)到二進(jìn)制文件、從二進(jìn)制文件中讀取數(shù)據(jù)等。

以上就是C++通過ofstream和ifstream實現(xiàn)文件讀寫的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于C++ ofstream ifstream文件讀寫的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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C++通過ofstream和ifstream實現(xiàn)文件讀寫

目錄

一、簡介

二、開始使用ofstream進(jìn)行文件寫入

三、使用ifstream進(jìn)行文件讀取

四、文件的打開模式

五、錯誤處理

5.1、處理文件打開和讀寫過程中可能發(fā)生的錯誤

5.2、使用流的狀態(tài)來檢測和處理錯誤

六、二進(jìn)制文件操作

七、綜合示例

八、總結(jié)

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