流类库和输入输出(C程序设计(第2版)吴乃陵).ppt

第九章流类库和输入 输出 文件是存储在磁盘 磁带等外部设备上数据集合 每一个文件都必须有一个唯一名字 使用文件前必须首先打开文件 使用后必须关闭文件 对文件的操作时通过文件流类完成的 文件流类在流与文件之间建立连接 使用这些文件流类必须用 include编译指令将fstream h包含进来 数据从一个对象到另一个对象的传送被抽象为 流 数据的输入 输出就是通过输入 输出流来实现的 流是一种抽象的概念 负责在数据的产生者和数据的使用者之间建立联系 并管理数据的流动 9 1C 的基本流类体系 流类体系 以抽象类模板ios为基类 流类模板派生体系见图 整个流类模板体系的标准I O在头文件中说明 它包含头文件 和 而输入输出文件流部分在头文件中说明 主要输入 输出流模板层次 9 2文件的输入与输出 本节中文件指的是磁盘文件 C 根据文件 file 内容的数据格式 可分为两类 二进制文件和文本文件 文本文件由字符序列组成 也称ASCII码文件 在文本文件中存取的最小信息单位为字符 character 而二进制文件中存取的最小信息单位为字节 Byte C 把每一个文件都看成一个有序的字节流 见图9 2 每一个文件或者以文件结束符 endoffilemarker 结束 或者在特定的字节号处结束 文件的基本概念 9 2文件的输入与输出 当打开一个文件时 该文件就和某个流关联起来了 对文件进行读写实际上受到一个文件定位指针 filepositionpointer 的控制 输入流的指针也称为读指针 每一次提取操作将从读指针当前所指位置开始 每次提取操作自动将读指针向文件尾移动 输出流指针也称写指针 每一次插入操作将从写指针当前位置开始 每次插入操作自动将写指针向文件尾移动 9 2 1文件的打开与关闭 9 2 2文本文件的读写 9 2 3二进制文件的读写 9 2 4文件的随机访问 9 2 1文件的打开与关闭 文件使用步骤 1 说明一个文件流对象 这又被称为内部文件 ifstreamifile 只输入用ofstreamofile 只输出用fstreamiofile 既输入又输出用 2 使用文件流对象的成员函数打开一个磁盘文件 这样在文件流对象和磁盘文件名之间建立联系 文件流中说明了三个打开文件的成员函数 voidifstream open constchar int ios in int filebuf openprot voidofstream open constchar int ios out int filebuf opernprot voidfstream open constchar int int filebuf openprot 第一个参数为要打开的磁盘文件名 第二个参数为打开方式 有输入 in 输出 out 等 打开方式在ios基类中定义为枚举类型 第三个参数为指定打开文件的保护方式 一般取默认 所以第二步可如下进行 iofile open myfile txt ios in ios out 文件打开方式 是由在ios类中定义的公有枚举成员决定 enumopen mode in 0 x01 out 0 x02 ate 0 x04 app 0 x08 trunc 0 x10 binary 0 x80 ios in打开文件进行读操作ios out打开文件进行写操作ios ate打开时文件指针定位到文件尾ios app添加模式 所有增加都在文件尾部进行ios trunc如果文件已经存在则清空源文件ios nocreate如果文件不存在则打开失败ios noreplace如果文件存在则打开失败ios binary二进制文件 非文本文件 Mode的符号常量可以用位或运算 组合在一起 如 ios in ios binary只读方式打开二进制文件对于ifstream流 mode默认方式是ios in 对于ofstream流 mode默认方式是ios out 打开方式解释 Port决定文件的访问方式0普通文件2隐含文件1只读文件4系统文件 三个文件流类都重载了一个带默认参数的构造函数 功能与open函数一样 ifstream ifstream constchar int ios in int filebuf openprot ofstream ofstream constchar int ios out int filebuf openprot fstream fstream constchar int int filebuf operprot 所以1 2两步可合成 fstreamiofile myfile txt ios in ios out 打开文件也应该判断是否成功 若成功 文件流对象值为非零值 不成功为0 NULL 文件流对象值物理上就是指它的地址 因此打开一个文件完整的程序为 fstreamiofile myfile txt ios in ios out if iofile cout 不能打开文件 myfile txt endl return 1 失败退回 使用提取和插入运算符对文件进行读写操作 或使用成员函数进行读写 输出流函数 getread Put函数该函数把一个字符写到输出流中 Cout A cout put A get函数该函数的功能与提取运算符号 相似 主要的不同点get函数在读取数据时包括空白字符 而 在默认情况下拒绝接受空白字符 Write函数该函数把内存中的一块内容写到一个输出文件流中 长度参数指出写的字节数 该函数遇到空字符时并不停止 因而能够写入完整的类结构 该函数带2个参数 一个char型指针 指向内存数据的起始地址 和一个所写的字节数 注意在该结构的对象地址之前要char做强制类型转换 read函数该函数从一个文件读字节到一个指定的存储器区域 由长度参数确定要读的字节数 虽然给出长度参数 但当遇到文件结束或者在文本模式文件中遇到文件结束标记时读结束 关闭文件 三个文件流类各有一个关闭文件的成员函数 voidifstream close voidofstream close voidfstream close 使用很方便 如 iofile close 关闭文件时 系统把该文件相关联的文件缓冲区中的数据写到文件中 保证文件的完整 收回与该文件相关的内存空间 可供再分配 把磁盘文件名与文件流对象之间的关联断开 可防止误操作修改了磁盘文件 如又要对文件操作必须重新打开 关闭文件并没有取消文件流对象 该文件流对象又可与其他磁盘文件建立联系 文件流对象在程序结束时 或它的生命期结束时 由析构函数撤消 它同时释放内部分配的预留缓冲区 例1分析以下程序的运行结果 对文本文件的读写直接使用插入运算符 和提取运算符 include includeintmain ofstreamofile test 打开test文件用于写 即输出ofile open if ofile cout str 与get不同 遇到空格时结束ifile close cout str endl return1 9 2 2文本文件的读写 intmain charch ifstreamsfile d 1 cpp ofstreamdfile d 2 cpp 只能创建文件 不能建立子目录 如路径不存在则失败if sfile cout ch dfile ch sfile close 如没有这两个关闭函数 析构函数也可关闭dfile close return0 例2分析以下程序的运行结果 例3编写一个程序 将文本文件abc txt复制到文本文件xyz txt解 使用输入流成员函数get 从文本文件abc txt中读取一个字符ch 然后使用输出流成员函数put 将字符ch写入文本文件xyz txt中 继续这一过程直到get 读完为止 程序如下 include includeintmain ifstreamifile abc txt if ifile cout abc txt文件不能打开 endl return0 ofstreamofile xyz txt if ofile cout xyz txt文件不能打开 endl return0 charch while ifile get ch ofile put ch ifile close ofile close return1 例4编写一个程序建立一个输出文件流 并将一个Date结构体变量的二进制值写到该文件中 解 对二进制文件的读写可以采用2种方法 一种是使用get put 另一种是使用read 和write 定义一个结构体Date变量dt并初始化 通过write语句将其写入到文件data dat中 程序如下 includestructDate intmo da yr voidmain Datedt 2 20 2001 ofstreamofile data dat ios binary ofile write char 9 2 3二进制文件的读写 每一个文件都有两个指针 一个是读指针 指示输入操作当前在文件中的位置 另一个是写指针 指示下次写操作的当前位置 C 语言的文件不仅可以按这种顺序方式进行读 写 而且可以随机地移动文件的读写指针 1 输出流随机访问函数 一个输出文件流保存一个内部指针以指出下一次写数据的位置 输出流随机访问函数有seekp 下一次写数据的位置 和tellp返回seekp 函数指针值 seekp 偏移量 参照位置 beg 0 文件开头cur 1 文件指针的当前位置end 2 文件结尾偏移量 被定义为long型 以字节数为单位 9 2 4文件的随机读写 2 输入流随机访问函数 在输入流文件中 保留着一个指向文件中下一个将要读数据的位置的内部指针 可以用seekg 来设置这个指针 和tellg 返回当前文件读指针的位置 seekg 偏移量 参照位置 beg 0 文件开头cur 1 文件指针的当前位置end 2 文件结尾偏移量 被定义为long型 以字节数为单位 使用seekg可以实现面向记录的数据管理系统 用固定长度的记录大小乘以记录号便得到相对于文件头的字节位置 然后使用get读这个记录 例5编写一个程序 在文件city dat中输入几个城市的名字和区号 并根据用户输入的区号查找对应