C++（20）： 文件输入输出库 —— ＜fstream＞

目录

一、  的核心功能

二、核心类及功能

三、核心操作示例

1. 文本文件写入（ofstream）

2. 文本文件读取（ifstream）

3. 二进制文件操作（fstream）

四、文件打开模式

五、文件指针操作

六、错误处理技巧

七、实际应用场景

一、<fstream> 的核心功能

  <fstream> 是 C++ 标准库中处理文件输入输出的关键组件，提供以下核心功能：

        文本/二进制文件读写、文件流状态管理、文件指针定位、多种文件打开模式控制

二、核心类及功能

三、核心操作示例

1. 文本文件写入（ofstream）

#include <fstream>

int main() {
    std::ofstream outFile("data.txt");  // 自动打开文件

    if (outFile) {  // 检查是否打开成功
        outFile << "Line 1: 文本内容\n";    // 写入字符串
        outFile << "Line 2: " << 42 << "\n"; // 写入混合数据
        outFile << 3.14 << "\n";            // 写入浮点数
    } else {
        std::cerr << "文件打开失败！";
    }
    // 文件会在对象销毁时自动关闭
    return 0;
}

生成文件内容：

Line 1: 文本内容
Line 2: 42
3.14

2. 文本文件读取（ifstream）

#include <fstream>
#include <iostream>

int main() {
    std::ifstream inFile("data.txt");
    
    if (inFile.is_open()) {
        std::string line;
        while (std::getline(inFile, line)) {  // 逐行读取
            std::cout << "读取内容: " << line << "\n";
        }
    } else {
        std::cerr << "文件不存在！";
    }
    return 0;
}

输出结果：

读取内容: Line 1: 文本内容
读取内容: Line 2: 42
读取内容: 3.14

3. 二进制文件操作（fstream）

#include <fstream>
#include <iostream>

struct DataPacket {
    int id;
    double value;
    char tag[20];
};

int main() {
    // 写入二进制数据
    DataPacket data{1001, 3.1415926, "binary"};
    std::ofstream binOut("data.bin", std::ios::binary);
    binOut.write(reinterpret_cast<char*>(&data), sizeof(data));

    // 读取二进制数据
    DataPacket loaded;
    std::ifstream binIn("data.bin", std::ios::binary);
    binIn.read(reinterpret_cast<char*>(&loaded), sizeof(loaded));

    std::cout << "ID: " << loaded.id 
              << "\nValue: " << loaded.value 
              << "\nTag: " << loaded.tag;
    return 0;
}

输出结果：

ID: 1001
Value: 3.14159
Tag: binary

四、文件打开模式

通过位或操作符 | 组合使用多种模式：

std::fstream file("data.txt", 
                 std::ios::in |     // 可读
                 std::ios::out |    // 可写
                 std::ios::app |    // 追加模式
                 std::ios::binary); // 二进制模式

五、文件指针操作

std::fstream file("data.txt", std::ios::in | std::ios::out);

// 定位到第10字节处
file.seekg(10, std::ios::beg);  // 输入指针（读取位置）
file.seekp(10, std::ios::beg);  // 输出指针（写入位置）

// 获取当前指针位置
std::streampos readPos = file.tellg();
std::streampos writePos = file.tellp();

六、错误处理技巧

std::ifstream file("missing.txt");

// 检查文件状态
if (file.fail()) {
    std::cerr << "错误代码: " << errno << std::endl;
}

// 重置错误状态
file.clear();

七、实际应用场景

1. 配置文件读写：使用文本模式处理 .ini 文件

2. 数据持久化：用二进制格式保存游戏进度

3. 日志系统：用追加模式记录程序运行日志

4. 大数据处理：通过文件指针随机访问大型数据文件

通过以上示例和说明，可以全面掌握 <fstream> 库的核心用法。实际开发中需注意：

1. 二进制操作时确保数据的内存布局一致

2. 文件路径使用绝对路径或正确相对路径

3. 及时处理文件流的状态异常