C++程序设计9(文件流)

第九讲C++面向对象程序设计〔六〕张仕数学与计算机科学学院E-mail：1教学提纲一、教学内容：文件流操作二、学时：两课时三、教学目的和要求掌握文件和文件流的概念掌握文件翻开、关闭和读写的方法掌握顺序文件和随机文件的操作方法四、教学重点和难点重点：文件的读写难点：随机文件的操作2四.教学过程提要文件和文件流的概念文件的翻开、关闭和读写顺序文件随机文件布置作业题目和实验3内容提要3.11文件流操作4先看一个例子：#include<fstream.h>voidmain()//程序从这里开始运行{ ofstreamSaveFile("e:\\f1.txt"); SaveFile<<"HelloWorld!"; SaveFile.close();}53.11文件流文件的概念和分类文件是指存储在存储介质上的数据的集合。C++将文件看作是由一个一个字符〔字节〕的数据顺序组成的。按照文件中数据的存放形式可以将文件分为：ASCII文件和二进制文件。6文本文件和二进制文件从文件编码的方式来看，文件可分为ASCII码文件和二进制码文件两种。

ASCII文件也称为文本文件，这种文件在磁盘中存放时每个字符对应一个字节，用于存放对应的ASCII码。例如，数5678的存储形式为：

ASC码：00110101001101100011011100111000

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十进制码：5678共占用4个字节。ASCII码文件可在屏幕上按字符显示。由于是按字符显示，因此能读懂文件内容。7二进制文件是按二进制的编码方式来存放文件的。例如，数5678的存储形式为：0001011000101110只占二个字节。二进制文件虽然也可在屏幕上显示，但其内容无法读懂。C++系统在处理这些文件时，并不区分类型，都看成是字符流，按字节进行处理。输入输出字符流的开始和结束只由程序控制而不受物理符号(如回车符)的控制。因此也把这种文件称作“流式文件”。83.11.2文件的读写与文件指针“文件指针”是指表示读写文件的文件位置指示器。一个文件指针总是和一个文件相关联，当文件每一次翻开时，文件指针都指向文件的开始，随着对文件进行操作，文件指针不断地在文件中移动，并一直指向最新处理的字符〔字节〕位置。对文件的读写操作方式有两种方式：顺序文件操作和随机文件操作。9C++中与文件处理相关的类及其继承关系结构图iosistreamostreamifstreamiostreamofstreamfstream10文件操作包括翻开文件、读写文件和关闭文件3个步骤。文件的翻开和关闭是通过使用fstream类的成员函数open和close来实现的。fstream类的头文件是fstream.h1.翻开文件翻开文件应使用成员函数open()，该成员函数的函数原型为：voidopen(constunsignedchar*szName,intnMode,intnProt=filebuf::openprot);11其中：szName是一个字符型指针，指定了要翻开的文件名；nMode指定文件的翻开方式，见表3.11-1。nProt指定了文件的保护属性，其取值为：0

Compatibilitysharemode1

Exclusivemode—nosharing2

Readsharingallowed3

Writesharingallowed.12表3.11-1在ios类中定义的文件翻开方式文件打开方式含义ios::in以输入（读）方式打开文件ios::out以输出（写）方式打开文件ios::app打开一个文件使新的内容始终添加在文件的末尾ios::ate打开一个文件使新的内容添加在文件尾，但下一次添加时，写在当前位置处ios::trunc若文件存在，则清除文件所有内容；若文件不存在，则创建新文件ios::binary以二进制方式打开文件，缺省时以文本方式打开文件ios::nocreat打开一个已有文件，若该文件不存在，则打开失败ios::noreplace若打开的文件已经存在，则打开失败13翻开文件例子：fstreamf1;f1.open("d:\\vc\\test1.txt",ios::in);fstreamf2;f2.open("d:\\vc\\test2.txt",ios::out|ios::trunc);14几点说明：〔1〕在实际使用过程中，可根据需要将以上翻开文件的方式用“|”组合起来。如：ios::in|ios::out表示以读/写方式翻开文件ios::in|ios::binary表示以二进制读方式翻开文件ios::out|ios::binary表示以二进制写方式翻开文件ios::in|ios::out|ios::binary表示以二进制读/写方式翻开文件〔2〕如果未指明以二进制方式翻开文件，那么默认是以文本方式翻开文件。152.关闭文件在文件操作结束时应及时调用成员函数close()来关闭文件。如：要关闭的文件对象名为myfile，那么可使用如下语句关闭文件： myfile.close();163.文件的读写在翻开文件后就可以对文件进行读写操作了。从一个文件中读出数据，可以使用iostream类的get、getline、read成员函数以及运算符“>>”；而向一个文件写入数据，可以使用其put、write函数以及插入符“<<”。17iostream的文件操作常用的函数函数原型说明get(char&ch)从文件中读取一个字符getline(char*pch,intcount,chardelim=’\n’)从文件中读取多个字符，读取个数由参数count决定，参数delim是读取字符时指定的结束符read(char*pch,intcount)从文件中读取多个字符，读取个数由参数count决定put(charch)向文件写入一个字符write(constchar*pch,intcount)向文件写入多个字符，字符个数由count决定183.11.3顺序文件的操作从文件的第一个字符〔字节〕开始顺序地处理到文件的最后一个字符〔字节〕。从一个文件中读出数据，可以使用get、getline、read函数以及提取符“>>”；而向一个文件写入数据，可以使用put、write函数以及插入符“<<”。19【例3.11-1】向顺序文件的读写操作#include<iostream.h>#include<fstream.h> //文件操作必须的头文件voidmain(){ fstreamfile1; //定义一个fstream类的对象用于读 file1.open("Ex_DataFile.txt",ios::in); if(!file1) { cout<<"Ex_DataFile.txt不能翻开！\n"; return; } fstreamfile2; //定义一个fstream类的对象用于写 file2.open("Ex_DataFileBak.txt",ios::out|ios::trunc);20 if(!file2) { cout<<"Ex_DataFileBak.txt不能创立！\n"; file1.close(); return; }charch;while(file1.get(ch)) //或：file1.read(&ch,1){ cout<<ch; file2.write(&ch,1);//或:file2<<ch} file2.close();//不要忘记文件使用结束后要及时关闭 file1.close();}21【例3.11-2】有一个整型数组,含10个元素,从键盘输入10个整数给数组,将此数组存到磁盘文件中.#include“fstream.h”intmain(){inta[10];ofstreamoutfile("f1.dat",ios::out); //定义文件流对象，翻开磁盘文件″f1.dat″if(!outfile)//如果翻开失败，outfile返回0值{cout<<"openerror!"<<endl;return(1);}22

cout<<"enter10integernumbers:"<<endl;for(inti=0;i<10;i++){cin>>a[i];outfile<<a[i]<<"";//向磁盘文件输出数据}outfile.close();//关闭磁盘文件″f1.dat″return0;}23运行情况如下:enter10integernumbers请注意:在向磁盘文件输出一个数据后，要输出一个(或几个)空格或换行符，以作为数据间的分隔，否那么以后从磁盘文件读数据时，10个整数的数字连成一片无法区分。24【例3.11_3】从例3.11_2建立的数据文件f1.dat中读入10个整数放在数组中，找出并输出10个数中的最大者和它在数组中的序号。#include“fstream.h”intmain(){inta[10],max,i,order;ifstreaminfile(“f1.dat”,ios::in|ios::nocreate);//定义输入文件流对象，以输入方式翻开磁盘文件f1.datif(!infile){cout<<“openerror!”<<endl;return(1);}25for(i=0;i<10;i++){infile>>a[i]; //从磁盘文件读入10个整数，顺序存放在a数组中cout<<a[i]<<"″; }//在显示器上顺序显示10个数cout<<endl;max=a[0];order=0;26for(i=1;i<10;i++)if(a[i]>max){max=a[i];//将当前最大值放在max中order=i;//将当前最大值的元素序号放在order中}cout<<″max=″<<max<<endl<<″order=″<<order<<endl;infile.close();return0;}273.11.4随机文件操作随机文件操作，即在文件中通过C++相关的函数移动文件指针，并指向所要处理的字符〔字节〕。〔1〕在istream类中提供了3个操作读指针的成员函数：istream&istream::seekg(longpos);istream&istream::seekg(longoff,ios::seek_dirdir);streamposistream::tellg();28其中，pos为文件指针的绝对位置；off为文件指针的相对偏移量；dir为文件指针的参照位置，其值可能为：ios::cur 文件指针的当前位置ios::beg 文件开头ios::end 文件尾tellg()函数没有参数，它返回一个long型值，用来表示从文件开始处到当前指针位置之间的字节数。29〔2〕在ostream类中同样提供了3个操作写指针的成员函数：ostream&istream::seekp(longpos);ostream&istream::seekp(longoff,dir);streamposistream::tellp();这3个成员函数的含义与前面3个操作读指针成员函数的含义相同，只不过它们是用来操作写指针的。30【例3.11_4】将一批数据以二进制形式存放在磁盘文件中。#include"fstream.h"structstudent{charname[20];intnum;intage;charsex;};intmain(){studentstud[3]={"Li",1001,18,'f',"Fun",1002,19,'m',"Wang",1004,17,'f'};31ofstreamoutfile("e:\\stud.dat",ios::binary);if(!outfile){cout<<"openerror!"<<endl;return1;//退出程序}for(inti=0;i<3;i++)outfile.write((char*)&stud[i],sizeof(stud[i]));outfile.close();return0;}32【例3.11_5】将3.11_4以二进制形式存放在磁盘文件中的数据读入内存并在显示器上显示。#include"fstream.h"structstudent{ charname[20]; intnum; intage; charsex;};intmain(){ studentstud[3]; inti; ifstreaminfile("stud.dat",ios::binary);33 if(!infile) { cout<<"openerror!"<<endl; return(0); } for(i=0;i<3;i++) infile.read((char*)&stud[i],sizeof(stud[i])); infile.close(); for(i=0;i<3;i++) { cout<<"NO."<<i+1<<endl; cout<<"name:"<<stud[i].name<<endl; cout<<"num:"<<stud[i].num<<endl;; cout<<"age:"<<stud[i].age<<endl; cout<<"sex:"<<stud[i].sex<<endl<<endl; } return0;}34问题：如果只想读出第2个学生的信息，如何修改程序？35【例3.11_6】重载流输出输入运算符读写随机文件的#include<iostream.h>#include<iomanip.h>#include<fstream.h>#include<string.h>classCStudent{public: CStudent(char*name,char*id,floatscore=0); voidprint(); friendostream&operator<<(ostream&os,CStudent&stu); friendistream&operator>>(istream&is,CStudent&stu);private: charstrName[10]; //姓名 charstrID[10]; //学号 floatfScore; //成绩};36续例3.11_6CStudent::CStudent(char*name,char*id,floatscore){ strncpy(strName,name,10); strncpy(strID,id,10); fScore=score;}voidCStudent::print(){ cout<<endl<<"学生信息如下："<<endl; cout<<"姓名："<<strName<<endl; cout<<"学号："<<strID<<endl; cout<<"成绩："<<fScore<<endl;}37ostream&operator<<(ostream&os,CStudent&stu){ os.write(stu.strName,10); os.write(stu.strID,10); os.write((char*)&stu.fScore,4); returnos;}istream&operator>>(istream&is,CStudent&stu){ charname[10]; charid[10]; is.read(name,10); is.read(id,10); is.read((char*)&stu.fScore,4); strncpy(stu.strName,name,10); strncpy(stu.strID,id,10); returnis;}续例3.11_638voidmain(){ CStudentstu1("MaWenTao","99001",88); CStudentstu2("LiMing","99002",92); CStudentstu3("WangFang","99003",89); CStudentstu4("YangYang","99004",90); CStudentstu5("DingNing","99005",80); fstreamfile1; file1.open("student.dat",ios::out|ios::in|ios::binary); file1<<stu1<<stu2<<stu3<<stu4<<stu5; CStudent*one=newCStudent("",""); constintsize=sizeof(CStudent); file1.seekp(size*4); file1>>*one; one->print();续例3.11_639续例3.11_6 file1.seekp(size*1); file1>>*one; one->print(); file1.seekp(size*2,ios::cur); file1>>*one; one->print(); file1.close(); deleteone;}40续例3.11_6运行结果如下：