C++文件和流

C++ 文件和流

C++ 的文件和流（File and Stream）是 C++ 标准库中用于输入输出（I/O）的核心机制之一。C++ 提供了一套强大且灵活的类体系来支持文件读写操作，这些类主要定义在 <fstream>、<iostream> 和 <sstream> 等头文件中。

流的基础概念

流是一个数据的抽象通道，可以从中读取数据（输入流）或向其中写入数据（输出流）。流的种类包括：

类型	类名	用途
输入流	istream	从标准输入读取数据
输出流	ostream	向标准输出写入数据
文件输入流	ifstream	从文件读取数据
文件输出流	ofstream	向文件写入数据
文件读写流	fstream	读写同一个文件
字符串流	istringstream, ostringstream, stringstream	用字符串代替输入输出

文件流的使用

打开文件

#include <fstream>
using namespace std;

ifstream fin("input.txt");       // 读取文件
ofstream fout("output.txt");     // 写入文件
fstream fs("data.txt", ios::in | ios::out); // 同时读写文件

打开模式（ios::openmode）

常用模式如下：

模式	含义
ios::in	读模式
ios::out	写模式
ios::app	追加模式（写入到末尾）
ios::ate	初始位置在文件末尾
ios::trunc	打开时清空文件（默认写模式）
ios::binary	二进制模式

组合方式：ios::in | ios::out | ios::binary

文件流的常见操作

写入文件

ofstream fout("example.txt");
if (fout.is_open()) {
    fout << "Hello, file!\n";
    fout << 123 << ' ' << 4.56 << endl;
    fout.close();
}

读取文件

ifstream fin("example.txt");
string line;
while (getline(fin, line)) {
    cout << line << endl;
}
fin.close();

逐词/逐个数据读取

ifstream fin("numbers.txt");
int x;
while (fin >> x) {
    cout << "读到: " << x << endl;
}

检查文件是否成功打开

ifstream fin("data.txt");
if (!fin) {
    cerr << "文件打开失败！" << endl;
}

流的其他操作

移动文件指针

fin.seekg(0);        // 移动到文件开头
fin.seekg(10, ios::beg); // 从开头偏移10个字节
fin.seekg(-5, ios::end); // 从末尾倒数5个字节

streampos pos = fin.tellg(); // 获取当前位置

二进制读写

ofstream fout("data.bin", ios::binary);
int a = 123;
fout.write((char*)&a, sizeof(a));
fout.close();

ifstream fin("data.bin", ios::binary);
int b;
fin.read((char*)&b, sizeof(b));
cout << "读取的数是: " << b << endl;
fin.close();

字符串流

用来模拟文件流，但数据存储在内存字符串中，常用于调试或格式化：

#include <sstream>
stringstream ss;
ss << "123 45.67 abc";
int a;
double b;
string c;
ss >> a >> b >> c;
cout << a << " " << b << " " << c << endl;

常见注意事项

• 文件流对象使用完毕应调用 .close() 关闭；
• 使用二进制读写时需保证数据结构匹配；
• 字符串流非常适合处理一行数据的拆解；
• 判断是否读到文件结尾：fin.eof() 或 while (fin >> x)；
• 文件读写失败时应使用 .fail() 或 .good() 检查流状态。