C++ | 高级教程 | 文件和流

👻 概念

文件流输出使用标准库 fstream，定义三个新的数据类型：

数据类型	描述
`ofstream`	输出文件流，用于创建文件并向文件写入信息。
`ifstream`	输入文件流，用于从文件读取信息。
`fstream`	文件流，且同时具有 `ofstream` 和 `ifstream` 两种功能，意味着可以创建文件，写入信息，读取信息

👻 准备工作

使用文件流需要包含 <iostream> 和 <fstream> 头文件

#include <fstream>
#include <iostream>

👻 打开文件

👾语法格式

使用 open() 函数打开文件，是 fstream、ifstream 、ofstream 对象的成员

void open(const char *filename, ios::openmode mode);

参数 filename —— 打开文件的名称和位置

参数 mode —— 文件被打开的模式

模式标志	描述
`ios::app`	追加模式，所有写入都追加到文件末尾
`ios::ate`	文件打开后定位到文件末尾
`ios::in`	打开文件用于读取
`ios::out`	打开文件用于写入
`ios::trunc`	如果该文件已经存在，其内容将在打开文件之前被截断，即把文件长度设为 0

👾示例代码

示例1：以写入模式打开文件，并希望截断文件，以防文件已存在
```
ofstream outfile;
outfile.open("file.dat", ios::out | ios::trunc );
```

示例2：打开一个文件用于读写

ifstream infile;
infile.open("file.dat", ios::out | ios::in );

👻 关闭文件

👾语法格式

使用 close() 函数打开文件，是 fstream、ifstream 、ofstream 对象的成员。

程序终止时，会自动关闭刷新所有流，释放所有分配的内存，并关闭所有打开的文件

void close();

👾示例代码

outfile.close();

👻 写入文件

👾语法格式

使用流插入运算符 << 向文件写入信息，使用的是 ofstream 或 fstream 对象

ofstream << data;

👻 读取文件

👾语法格式

使用流提取运算符 >> 向文件写入信息，使用的是 ifstream 或 fstream 对象

ifstream >> data;

👻 文件位置指针

👾语法格式

使用 istream 的 seekg（seek get）和关于 ostream 的 seekp（seek put）重新定位文件位置指针。

istream& seekg(streampos pos);
ostream& seekp(streampos pos);

参数 pos —— 直接定位到流中的绝对位置，其中 streampos 是一个表示流位置的类型
```
istream& seekg(streamoff off, ios::seekdir dir);
ostream& seekp(streamoff off, ios::seekdir dir);
```
参数 off —— 偏移量（正数/负数）
参数 dir —— 定位方向

模式标志描述
ios::beg 从流的开头开始计算偏移量
ios::cur 从当前读取位置开始计算偏移量
ios::end 从流的末尾开始计算偏移量

模式标志	描述
`ios::beg`	从流的开头开始计算偏移量
`ios::cur`	从当前读取位置开始计算偏移量
`ios::end`	从流的末尾开始计算偏移量

👾示例代码

文件位置指针是一个整数值，指定了从文件的起始位置到指针所在位置的字节数。

// 定位到 fileObject 的第 n 个字节（假设是 ios::beg）
fileObject.seekg(n);
 
// 把文件的读指针从 fileObject 当前位置向后移 n 个字节
fileObject.seekg(n, ios::cur);
 
// 把文件的读指针从 fileObject 末尾往回移 n 个字节
fileObject.seekg(n, ios::end);
 
// 定位到 fileObject 的末尾
fileObject.seekg(0, ios::end);

👻 综合实例

char data[100];

// 写模式打开文件
ofstream outfile;
outfile.open("test.txt");
cout << "Writing to the file" << endl;

// 写入数据
cout << "Enter your name: ";
cin.getline(data, 100);
outfile << data << endl;

cout << "Enter your age: ";
cin >> data;
cin.ignore();
outfile << data << endl;

// 关闭文件
outfile.close();

char data[100];

// 读模式打开文件
ifstream infile;
infile.open("test.txt");
cout << "Reading from the file" << endl;
	
// 读取数据
infile >> data;
cout << data << endl;
infile >> data;
cout << data << endl;

// 关闭文件
infile.close();

cin.getline( ) 与 cin >> 区别

cin.getline( ) cin >>
读取方式 按行读取 —— 读取输入流中的字符，直到遇到换行符 \n 为止，并将换行符之前的字符存储到目标字符串中。 逐个单词读取 —— 读取输入流中的下一个非空白字符，直到遇到空白字符（如空格、制表符 \t 、换行符 \n）为止
前导空白字符从当前输入流的位置开始读取，不跳过前导空白字符跳过输入流前面所有前导空白字符
存储换行符读取到换行符为止，存储换行符之前的字符，并自动处理换行符不会读取换行符
清理缓冲区自动处理换行符，不需要额外清理缓冲区手动清理输入缓冲区中的换行符，如使用 cin.ignore()
用途读取整行文本读取单个单词或数字
理解输入 ABCDEFG\n ，读取 ABCDEFG\n，并自动处理换行符，输入变量值为 ABCDEFG，缓冲区为空输入 ABCDEFG\n ，读取 ABCDEFG，输入变量值为 ABCDEFG，缓冲区为 \n，为避免影响后面的输入，需要手动清理

	`cin.getline( )`	`cin >>`
读取方式	按行读取 —— 读取输入流中的字符，直到遇到换行符 `\n` 为止，并将换行符之前的字符存储到目标字符串中。	逐个单词读取 —— 读取输入流中的下一个非空白字符，直到遇到空白字符（如空格、制表符 `\t` 、换行符 `\n`）为止
前导空白字符	从当前输入流的位置开始读取，不跳过前导空白字符	跳过输入流前面所有前导空白字符
存储换行符	读取到换行符为止，存储换行符之前的字符，并自动处理换行符	不会读取换行符
清理缓冲区	自动处理换行符，不需要额外清理缓冲区	手动清理输入缓冲区中的换行符，如使用 `cin.ignore()`
用途	读取整行文本	读取单个单词或数字
理解	输入 `ABCDEFG\n` ，读取 `ABCDEFG\n`，并自动处理换行符，输入变量值为 `ABCDEFG`，缓冲区为空	输入 `ABCDEFG\n` ，读取 `ABCDEFG`，输入变量值为 `ABCDEFG`，缓冲区为 `\n`，为避免影响后面的输入，需要手动清理

cin.ignore( ) 的作用

主要用于清除缓冲区中的换行符，以避免影响后续的输入操作，即手动清理缓冲区。对代码：
cout << "Enter your name: ";
cin.getline(data, 100); // 读取姓名
outfile << data << endl;

cout << "Enter your age: ";
cin >> data;  // 读取年龄
cin.ignore();  // 清除缓冲区中的换行符
outfile << data << endl;

cout << "Enter your address: ";
cin.getline(data, 100);  // 读取地址
outfile << data << endl;
如果移除 cin.ignore() 语句，

缓冲区中的换行符 \n 会被 cin.getline() 读取，导致 data 被赋值为空字符串，该输入被跳过。
文件中写入的内容会变成：
John Doe
25