从零开始学C++之IO流类库（三）：文件的读写、二进制文件的读写、文件随机读写

一、文件的读写

如前面所提，流的读写主要有<<, >>, get, put, read, write 等操作，ofstream 继承自ostream, ifstream 继承自 istream，故操作函数都是一致的。

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#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include <cassert>
using namespace std;

int main( void)
{
    ofstream fout( "test.txt");
    fout << "abc" << " " << 200;
    fout.close();

    ifstream fin( "test.txt");
    string s;
     int n;
     //fin>>n>>s;
    fin >> s >> n;
    cout << s << " " << n << endl;

    ofstream fout1( "test2.txt");
    assert(fout1);
     char ch;

     for ( int i = 0; i < 26; i++)
    {
        ch = 'A' + i;
        fout1.put(ch);
    }
    fout1.close();

    ifstream fin1( "test2.txt");
     while (fin1.get(ch))
    {
        cout << ch;
    }
    cout << endl;

     return 0;
}

二、二进制文件的读写

二进制文件不同于文本文件，它可用于任何类型的文件（包括文本文件）
对二进制文件的读写可采用从istream类继承下来的成员函数read()和从ostream类继承下来的成员函数write()
文件打开操作时使用枚举常量ios::binary，例如：ofstream fout(“binary.dat”,ios::out | ios::binary);

（一）、write成员函数

函数功能：以字节位单位向文件流中写入整块数据，最有价值的应用可以处理结构体变量和类对象
函数原型：

ostream& write( const char* pch, int nCount );

函数参数：
pch 写入的数据的指针
nCount 写入数据的字节大小

（二）、read 成员函数

函数功能：从文件流中读出整块数据
函数原型：

istream& read( char* pch, int nCount );

函数参数：
pch 用来接收数据的指针
nCount 读取的字节数的大小

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#include <cassert>
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>

using namespace std;

struct Test
{
     int a;
     int b;
};

int main( void)
{
    ofstream fout( "test3.txt", ios::out | ios::binary); // 二进制方式打开，' '不做转换
    fout << "ABC "; // << 是以文本方式写入
    fout.close();

    Test test = { 100, 200 };
    ofstream fout1( "test4.txt", ios::out | ios::binary);
    fout1.write( reinterpret_cast< char *>(&test), sizeof(Test));
     // 二进制方式写入后用文本编辑器打开test4.txt 乱码
    fout1.close();

    Test test2;
    ifstream fin( "test4.txt", ios::in | ios::binary);
    fin.read( reinterpret_cast< char *>(&test2), sizeof(Test));
    cout << test2.a << " " << test2.b << endl;

    ofstream fout2( "test5.txt", ios::out | ios::binary);
    fout2 << "abc" << 200; // << 是以文本方式写入
    fcout2.close();

     return 0;
}

在window下以文本方式打开文件，则写入时遇到' ' , 转换为' '，以二进制方式打开则不做转换，故test3.txt 文件大小为4个字节。

而写入100（write 是以二进制方式写入）就不再是写入'1', '0' ,' 0' 的ascii 码，而是按照内存本来二进制形式写入，故用文本编辑器打开test4.txt 时会出现乱码。文件大小为8个字节（两个int）

同理，test5.txt 虽然以二进制打开，但是以文本方式（<< 是以文本方式写入）写入的，故写入200后用文本编辑器打开不会出现乱码，文件大小为6个字节。

有关文本文件与二进制文件的区别，请参考这里。

使用read, write 读取string 的时候需要注意，string 实际上内部是一些指针成员，sizeof(string)=32 （跟编译器实现有关），即string 大小是一定的，而它的指针成员保存的字符串长度不一定是32，故我们应该这些读写：

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string str1 = "fdsfafsdsf";
int len = str1.length();
ofstream fout( "test6.txt", ios::out | ios::binary);
fout.write(str1.data(), str1.length());

string str2;
str2.resize(len);
ifstream fin( "test6.txt", ios::in | ios::binary);
fin.read(&str2[ 0], len);

如果像这样写入 fout.write((char*)&str1, sizeof(str1)); 一定是错误的，因为写入的是str1 的指针成员，而不是指针成员指向的字符串，而且str1 的大小恒等于32。

三、文件随机读写

（一）、当前文件流活动指针

文件流指针用以跟踪发生 I/O 操作的位置
每当从流中读取或写入一个字符，当前活动指针就会向前移动
当打开方式中不含有ios::ate或ios::app选项时，则文件指针被自动移到文件的开始位置，即字节地址为0的位置。

（二）、文件的随机读写 seekp和seekg

seekp 和 seekg 类似与C库的fseek， linux系统调用的lseek。

函数功能

seekp：设置输出文件流的文件流指针位置

seekg：设置输入文件流的文件流指针位置

函数原型：

ostream& seekp( streampos pos );

ostream& seekp( streamoff off, ios::seek_dir dir );

istream& seekg( streampos pos );

istream& seekg( streamoff off, ios::seek_dir dir );

函数参数

pos：新的文件流指针位置值

off：需要偏移的值

dir：搜索的起始位置

dir参数用于对文件流指针的定位操作上，代表搜索的起始位置
在ios中定义的枚举类型：

enum seek_dir {beg, cur, end};

每个枚举常量的含义：
ios::beg：文件流的起始位置
ios::cur：文件流的当前位置
ios::end：文件流的结束位置

tellp 和 tellg 类似C库的ftell,，linux 系统调用的lseek(fd, 0, SEEK_CUR);

函数功能

tellp：获得输出的文件流指针的当前位置，以字节为单位

tellg：获得输入的文件流指针的当前位置，以字节为单位

函数原型：

streampos tellp();

streampos tellg();

函数返回值：实际上是一个long类型

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#include <cassert>
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>

using namespace std;

int main( void)
{
    ifstream fin( "test7.txt");
    assert(fin);
    fin.seekg( 2); //位置从0开始计数

     char ch;
    fin.get(ch);
    cout << ch << endl;

    fin.seekg(- 1, ios::end); //end 实际上是EOF位置
    fin.get(ch);
    cout << ch << endl;

    fin.seekg( 0, ios::end);
    streampos pos = fin.tellg();
    cout << pos << endl;

     return 0;
}

假设test7.txt 现在存放abcdefg 7个字符，则输出为c g 7 .

参考：

C++ primer 第四版
Effective C++ 3rd
C++编程规范

从零开始学C++之IO流类库（三）：文件的读写、二进制文件的读写、文件随机读写

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