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:
- создать объект класса
ofstream; - связать объект класса с файлом, в который будет производиться запись;
- записать строку в файл;
- 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 файлofstream /*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.txtfout << "Работа с файлами в С++"; // запись строки в файлfout.close(); // закрываем файлsystem("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:
- создать объект класса
ifstreamи связать его с файлом, из которого будет производиться считывание; - прочитать файл;
- 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 Кириллицыchar buff[50]; // буфер промежуточного хранения считываемого из файла текстаifstream fin("cppstudio.txt"); // открыли файл для чтенияfin >> buff; // считали первое слово из файлаcout << buff << endl; // напечатали это словоfin.getline(buff, 50); // считали строку из файлаfin.close(); // закрываем файлcout << buff << endl; // напечатали эту строкуsystem("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 Кириллицыchar buff[50]; // буфер промежуточного хранения считываемого из файла текстаifstream fin("cppstudio.doc"); // (ВВЕЛИ НЕ КОРРЕКТНОЕ ИМЯ ФАЙЛА)if (!fin.is_open()) // если файл не открытcout << "Файл не может быть открыт!\n"; // сообщить об этомelse{fin >> buff; // считали первое слово из файлаcout << buff << endl; // напечатали это словоfin.getline(buff, 50); // считали строку из файлаfin.close(); // закрываем файлcout << 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).
| 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 файлаfout.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::trunc. То 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:
- число байт, отводимое под тип данных
- 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 = 1 255.00char = 1 255.00short int = 2 32767.00unsigned short int = 2 65535.00int = 4 2147483647.00unsigned int = 4 4294967295.00long int = 4 2147483647.00unsigned long int = 4 4294967295.00float = 4 2147483647.00long float = 8 9223372036854775800.00double = 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/выводаusing 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 негоofstream 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 сообщениеreturn 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 закрытьcout << "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