【C++】IO库（二）：文件输入输出

8.2 文件输入输出

头文件 fstream 定义了三个类型来之支持文件IO，分别是：

• ifstream：从一个给定文件读取数据；
• ofstream：向一个给定文件写入数据；
• fstream：读写给定文件。

在 C++ 当中，可以方便地使用 IO 运算符（<<和>>）对文件进行读写，可以使用getline从一个 ifstream 读取数据。

8.2.1 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，并将对象与文件关联起来。每个文件流类都定义了一个名为 open 的成员函数，它可以完成一些系统相关的操作，来定位给定文件并视情况打开为读或写模式。

创建文件流对象时，我们可以提供文件名（可选），如果提供了文件名，则 open 自动调用：

ifstream in(ifile);	// 构造一个 ifstream 并打开给定文件
ofstream out;		// 输出文件流未关联到任何文件

在 C++ 标准下，文件名可以是 string 对象，也可以是 C 风格的字符数组。

用 fstream 代替 iostream&

在要求使用基类型对象的地方，可以用继承类型的对象来替代。这意味着，接受一个 iostream 类型引用参数的函数，可以用一个对应的 fstream（或sstream）类型来调用。即：如果一个函数接受 ostream& 参数，在调用这个函数时，可以传递给它一个 ofstream 对象，对 istream& 和 ifstream 也是类似的。

成员函数 open 和 close

如果我们定义了一个空的文件流对象，可以调用 open 来将它与文件关联起来：

ifstream in(ifile);
ofstream out;
out.open(ifile + ".copy");	// 打开指定文件

如果调用 open 失败，failbit 会被置位。因为 open 的调用可能失败，所以对 open 进行检查是良好的习惯：

if(out)	// 检查 open 是否成功

一旦一个文件流被打开，他就将保持与对应文件的关联。对于一个已经打开的文件流，如果再次调用 open，将会失败并且 failbit 会被置位。为了将文件流关联到另一个文件，必须首先关闭已经关联的文件。文件成功关闭之后，我们才可以打开新的文件：

in.close();				// 关闭文件
in.open(ifile + "2");	// 打开另一个文件

自动构造和析构

如下例子的 main 函数将接受一个要处理的文件列表，这种程序可能会出现如下循环：

for(auto p = argv + 1; p != argv + argc; ++ p) {ifstream input(*p);			// 创建输出流并打开文件if(input) {					// 如果文件成功打开, 处理该文件process(input);		} else {cerr << "couldn't open : " + string(*p);}
}	// 每个循环 step, input 都会离开作用域, 因此会被销毁

由于 input 是 for 循环的局部变量，它在每一个 step 都要创建和销毁一次。当一个 fstream 对象被销毁时，close 会自动调用。

8.2 文件模式

每个流都有一个关联的文件模式（file mode），用来指出如何使用文件：

• in：以读方式打开；
• out：以写方式打开；
• app：每次写操作前定位到文件末尾（append）；
• ate：打开文件后立即定位到文件末尾；
• trunc：截断文件；
• binary：以二进制方式进行 IO；

每个文件流类型都定义了一个默认的文件模式，如果未指定文件模式，就是用默认模式。

以 out 模式打开文件会丢弃已有的数据

默认情况下，当我们打开一个 ofstream 时，文件的内容会被丢弃。阻止一个 ofstream 清空给定文件内容的方法是同时指定 app 模式：

ofstream out("file1");								// 隐含以输出模式打开文件并截断文件
ofstream out2("file1", ofstream::out);				// 隐含地截断文件
ofstream out3("file1", ofstream::out | ofstream::trunc);
// 为了保留文件内容, 必须显式地指定 app 模式
ofstream app("file2", ofstream::app);				// 隐含为输出模式
ofstream app2("file2", ofstream::out | ofstream::app);

每次调用 open 时都会确定文件模式

对于一个给定流，每当打开文件时，都可以改变其文件模式：

ofstream out;
out.open("scratchpad");		// 模式隐含设置为输出和截断
out.close();
out.open("precious", ofstream::app);	// 显式地设置为追加, 隐含输出
out.close();

在每次打开文件时，都要设置文件模式，可能是显式地设置，也可能是隐式地设置。当程序未指定模式时，使用默认值。