Работа с файлами в С++


Большинство компьютерных программ работают с файлами, и поэтому возникает необходимость создавать, удалять, записывать читать, открывать файлы. Что же такое файл? Файл – именованный набор  байтов, который может быть сохранен на некотором накопителе. Ну, теперь ясно, что под файлом понимается некоторая последовательность байтов, которая имеет своё, уникальное имя, например файл.txt. В одной директории  не могут находиться файлы с одинаковыми именами. Под именем файла понимается не только его название, но и расширение, например: file.txt  и file.dat — разные файлы, хоть и имеют одинаковые названия. Существует такое понятие, как полное имя файлов – это полный адрес к директории файла с указанием имени файла, например: D:\docs\file.txt. Важно понимать эти базовые понятия, иначе сложно будет работать с файлами.

Для работы с файлами необходимо подключить заголовочный файл <fstream>В <fstream> определены несколько классов и подключены заголовочные файлы <ifstream> — файловый ввод и  <ofstream>  — файловый вывод.

Файловый ввод/вывод аналогичен стандартному вводу/выводу, единственное отличие – это то, что ввод/вывод выполнятся не на экран, а в файл. Если ввод/вывод на стандартные устройства выполняется с помощью объектов cin и cout, то для организации файлового ввода/вывода достаточно создать собственные объекты, которые можно использовать аналогично операторам cin иcout.

Например, необходимо создать текстовый файл и записать в него строку Работа с файлами в С++. Для этого необходимо проделать следующие шаги:

  1. создать объект класса ofstream;
  2. связать объект класса с файлом, в который будет производиться запись;
  3. записать строку в файл;
  4. закрыть файл.

Почему необходимо создавать объект класса ofstream, а не класса ifstream? Потому, что нужно сделать запись в файл, а если бы нужно было считать данные из файла, то создавался бы объект класса ifstream.

1
2
// создаём объект для записи в файл
ofstream /*имя объекта*/; // объект класса ofstream

Назовём объект – fout, Вот что получится:

1
ofstream fout;

Для чего нам объект? Объект необходим, чтобы можно было выполнять запись в файл. Уже объект создан, но не связан с файлом, в который нужно записать строку.

1
fout.open("cppstudio.txt"); // связываем объект с файлом

Через операцию точка получаем доступ к методу класса open(), в круглых скобочках которого указываем имя файла. Указанный файл будет создан в текущей директории с программой. Если файл с таким именем существует, то существующий файл будет заменен новым. Итак, файл открыт, осталось записать в него нужную строку. Делается это так:

1
fout << "Работа с файлами в С++"; // запись строки в файл

Используя операцию передачи в поток совместно с объектом fout строка Работа с файлами в С++ записывается в файл. Так как больше нет необходимости изменять содержимое файла, его нужно закрыть, то есть отделить объект от файла.

1
fout.close(); // закрываем файл

Итог – создан файл со строкой Работа с файлами в С++.

Шаги 1 и 2 можно объединить, то есть в одной строке создать объект и связать его с файлом. Делается это так:

1
ofstream fout("cppstudio.txt"); // создаём объект класса ofstream и связываем его с файлом cppstudio.txt

Объединим весь код и получим следующую программу.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
// file.cpp: определяет точку входа для консольного приложения.
#include "stdafx.h"
#include <fstream>
using namespace std;
int main(int argc, char* argv[])
{
ofstream fout("cppstudio.txt"); // создаём объект класса ofstream для записи и связываем его с файлом cppstudio.txt
fout << "Работа с файлами в С++"; // запись строки в файл
fout.close(); // закрываем файл
system("pause");
return 0;
}

Осталось проверить правильность работы программы, а для этого открываем файл cppstudio.txt и смотрим его содержимое, должно быть — Работа с файлами в С++.

Для того чтобы прочитать файл понадобится выполнить те же шаги, что и при записи в файл с небольшими изменениями:

  1. создать объект класса ifstream и связать его с файлом, из которого будет производиться считывание;
  2. прочитать файл;
  3. закрыть файл.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
// file_read.cpp: определяет точку входа для консольного приложения.
#include "stdafx.h"
#include <fstream>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(int argc, char* argv[])
{
setlocale(LC_ALL, "rus"); // корректное отображение Кириллицы
char buff[50]; // буфер промежуточного хранения считываемого из файла текста
ifstream fin("cppstudio.txt"); // открыли файл для чтения
fin >> buff; // считали первое слово из файла
cout << buff << endl; // напечатали это слово
fin.getline(buff, 50); // считали строку из файла
fin.close(); // закрываем файл
cout << buff << endl; // напечатали эту строку
system("pause");
return 0;
}

В программе показаны два способа чтения из файла, первый – используя операцию передачи в поток, второй – используя функцию getline(). В первом случае считывается только первое слово, а во втором случае считывается строка, длинной 50 символов. Но так как в файле осталось меньше 50 символов, то считываются символы включительно до последнего. Обратите внимание на то, что считывание во второй раз (строка 17) продолжилось, после первого слова, а не с начала, так как первое слово было прочитано в строке 14.

 

 

Программа сработала правильно, но не всегда так бывает, даже в том случае, если с кодом всё впорядке. Например, в программу передано имя несуществующего файла или в имени допущена ошибка. Что тогда? В этом случае ничего не произойдёт вообще. Файл не будет найден, а значит и прочитать его не возможно. Поэтому компилятор проигнорирует строки, где выполняется работа с файлом. В результате корректно завершится работа программы, но ничего, на экране показано не будет. Казалось бы это вполне нормальная реакции на такую ситуацию. Но простому пользователю не будет понятно, в чём дело и почему на экране не появилась строка из файла. Так вот, чтобы всё было предельно понятно в С++ предусмотрена такая функция — is_open(), которая возвращает целые значения: 1 — если файл был успешно открыт, 0 — если файл открыт не был. Доработаем программу с открытием файла, таким образом, что если файл не открыт выводилось соответствующее сообщение.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
// file_read.cpp: определяет точку входа для консольного приложения.
#include "stdafx.h"
#include <fstream>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(int argc, char* argv[])
{
setlocale(LC_ALL, "rus"); // корректное отображение Кириллицы
char buff[50]; // буфер промежуточного хранения считываемого из файла текста
ifstream fin("cppstudio.doc"); // (ВВЕЛИ НЕ КОРРЕКТНОЕ ИМЯ ФАЙЛА)
if (!fin.is_open()) // если файл не открыт
cout << "Файл не может быть открыт!\n"; // сообщить об этом
else
{
fin >> buff; // считали первое слово из файла
cout << buff << endl; // напечатали это слово
fin.getline(buff, 50); // считали строку из файла
fin.close(); // закрываем файл
cout << buff << endl; // напечатали эту строку
}
system("pause");
return 0;
}

 

Программа сообщила о невозможности открыть файл. Поэтому, если программа работает с файлами, рекомендуется использовать эту функцию, is_open(), даже, если уверены, что файл существует.

Режимы открытия файлов

Режимы открытия файлов устанавливают характер использования файлов. Для установки режима в классе ios_base предусмотрены константы, которые определяют режим открытия файлов (см. Таблица 1).

Таблица 1 — режимы открытия файлов
Константа Описание
ios_base::in открыть файл для чтения
ios_base::out открыть файл для записи
ios_base::ate при открытии переместить указатель в конец файла
ios_base::app открыть файл для записи в конец файла
ios_base::trunc удалить содержимое файла, если он существует
ios_base::binary открытие файла в двоичном режиме

Режимы открытия файлов можно устанавливать непосредственно при создании объекта или при вызове функции open().

1
2
ofstream fout("cppstudio.txt", ios_base::app); // открываем файл для добавления информации к концу файла
fout.open("cppstudio.txt", ios_base::app); // открываем файл для добавления информации к концу файла

Режимы открытия файлов можно комбинировать с помощью поразрядной логической операции или |, например: ios_base::out | ios_base::trunc — открытие файла для записи, предварительно очистив его.

Объекты класса ofstream, при связке с файлами по умолчанию содержат режимы открытия файлов  ios_base::out | ios_base::truncТо есть файл будет создан, если не существует. Если же файл существует, то его содержимое будет удалено, а сам файл будет готов к записи. Объекты класса ifstreamсвязываясь с файлом, имеют по умолчанию режим открытия файла   ios_base::in — файл открыт только для чтения. Режим открытия файла ещё называют — флаг, для удобочитаемости в дальнейшем будем использовать именно этот термин. В таблице 1 перечислены далеко не все флаги, но для начала этих должно хватить.

Обратите внимание на то, что флаги ateиappпо описанию очень похожи, они оба перемещают указатель в конец файла, но флаг app позволяет производить запись, только в конец файла, а флаг ate просто переставляет флаг в конец файла и не ограничивает места записи.

Разработаем программу, которая, используя операцию sizeof(), будет вычислять характеристики основных типов данных в С++ и записывать их в файл. Характеристики:

  1. число байт, отводимое под тип данных
  2. максимальное значение, которое может хранить определённый тип данных.

Запись в файл должна выполняться в таком формате:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
/*  data type      byte          max value 
bool               =  1         255.00
char               =  1         255.00
short int          =  2         32767.00
unsigned short int =  2         65535.00
int                =  4         2147483647.00
unsigned int       =  4         4294967295.00
long int           =  4         2147483647.00
unsigned long int  =  4         4294967295.00
float              =  4         2147483647.00
long float         =  8         9223372036854775800.00
double             =  8         9223372036854775800.00  */

Необходимо открыть файл в режиме записи, с предварительным усечением текущей информации файла (строка 14). Как только файл создан и успешно открыт (строки 16 — 20), вместо оператора cout, в строке 22 используем объект fout. таким образом, вместо экрана информация о типах данных запишется в файл.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
// write_file.cpp: определяет точку входа для консольного приложения.
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <fstream> // работа с файлами
#include <iomanip> // манипуляторы ввода/вывода
using namespace std;
int main(int argc, char* argv[])
{
setlocale(LC_ALL, "rus");
// связываем объект с файлом, при этом файл открываем в режиме записи, предварительно удаляя все данные из него
ofstream fout("data_types.txt", ios_base::out | ios_base::trunc);
if (!fout.is_open()) // если файл небыл открыт
{
cout << "Файл не может быть открыт или создан\n"; // напечатать соответствующее сообщение
return 1; // выполнить выход из программы
}
fout << "     data type      "   << "byte"                      << "      "    << "    max value  " << endl // заголовки столбцов
<< "bool               =  " << sizeof(bool)                << "         " << fixed << setprecision(2)
/*вычисляем максимальное значение для типа данных bool*/                           << (pow(2,sizeof(bool) * 8.0) - 1)               << endl
<< "char               =  " << sizeof(char)                << "         " << fixed << setprecision(2)
/*вычисляем максимальное значение для типа данных char*/                           << (pow(2,sizeof(char) * 8.0) - 1)               << endl
<< "short int          =  " << sizeof(short int)           << "         " << fixed << setprecision(2)
/*вычисляем максимальное значение для типа данных short int*/                      << (pow(2,sizeof(short int) * 8.0 - 1) - 1)      << endl
<< "unsigned short int =  " << sizeof(unsigned short int)  << "         " << fixed << setprecision(2)
/*вычисляем максимальное значение для типа данных unsigned short int*/             << (pow(2,sizeof(unsigned short int) * 8.0) - 1) << endl
<< "int                =  " << sizeof(int)                 << "         " << fixed << setprecision(2)
/*вычисляем максимальное значение для типа данных int*/                            << (pow(2,sizeof(int) * 8.0 - 1) - 1)            << endl
<< "unsigned int       =  " << sizeof(unsigned int)        << "         " << fixed << setprecision(2)
/*вычисляем максимальное значение для типа данных unsigned int*/                   << (pow(2,sizeof(unsigned int) * 8.0) - 1)       << endl
<< "long int           =  " << sizeof(long int)            << "         " << fixed << setprecision(2)
/*вычисляем максимальное значение для типа данных long int*/                       << (pow(2,sizeof(long int) * 8.0 - 1) - 1)       << endl
<< "unsigned long int  =  " << sizeof(unsigned long int)   << "         " << fixed << setprecision(2)
/*вычисляем максимальное значение для типа данных undigned long int*/              << (pow(2,sizeof(unsigned long int) * 8.0) - 1)  << endl
<< "float              =  " << sizeof(float)               << "         " << fixed << setprecision(2)
/*вычисляем максимальное значение для типа данных float*/                          << (pow(2,sizeof(float) * 8.0 - 1) - 1)          << endl
<< "long float         =  " << sizeof(long float)          << "         " << fixed << setprecision(2)
/*вычисляем максимальное значение для типа данных long float*/                     << (pow(2,sizeof(long float) * 8.0 - 1) - 1)     << endl
<< "double             =  " << sizeof(double)              << "         " << fixed << setprecision(2)
/*вычисляем максимальное значение для типа данных double*/                         << (pow(2,sizeof(double) * 8.0 - 1) - 1)         << endl;
fout.close(); // программа больше не использует файл, поэтому его нужно закрыть
cout << "Данные успешно записаны в файл data_types.txt\n";
system("pause");
return 0;
}

Нельзя не заметить, что изменения в программе минимальны, а всё благодаря тому, что стандартный ввод/вывод и файловый ввод/вывод используются абсолютно аналогично. В конце программы, в строке 45 мы явно закрыли файл, хотя это и не обязательно, но считается хорошим тоном программирования. Стоит отметить, что все функции и манипуляторы используемые для форматирования стандартного ввода/вывода актуальны и для файлового ввода/вывода. Поэтому не возникло никаких ошибок, когда оператор coutбыл заменён объектом fout.

 

Источник: cppstudio.com

Поделиться в соц сетях

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Есть идеи, замечания, предложения? Воспользуйтесь формой Обратная связь или отправьте сообщение по адресу replay@sciencestory.ru
© 2017 Истории науки. Информация на сайте опубликована в ознакомительных целях может иметь ограничение 18+