C++文件输入和输出

1.引入头文件fstream
fstream头文件定义了用于文件输入的类ifstream和文件输出的类ofstream

2.写文件
1)创建一个ofstream对象来管理输出流
2)将该对象与文件关联起来
3)使用cout方式使用该对象，唯一区别是输出将进入文件，而不是屏幕。
4)关闭到文件的连接
示例如下：

ofstream fout;
fout.open("test.txt");
fout<<"write something";
fout.close();

创建对象和关联文件可使用构造函数合并到一步，以上代码等价于：

ofstream fout("test.txt");
fout<<"write something";
fout.close();

3.读文件
1)创建一个ifstream对象来管理输入流
2)将该对象与文件关联起来
3)使用ifstream的方法读文件
4)关闭到文件的连接
示例如下：

ifstream fin("test.txt");
char ch;
fin>>ch;//从文件中读取一个字符
char buf[80];
fin>>buf;//从文件中读取一个单词
fin.getline(buf,80);//从文件中读取一行
string line;
getline(fin,line);//读取一行转换成字符串
fin.close();

4.读写缓冲区
fstream流管理对象在使用cout或cin方式，读或写时，是通过缓冲区和文件进行交互的，
而不是逐字节读取或写入文件的。

关于close()函数，当流对象过期(如程序终止)时，到文件的连接自动关闭，
也可使用cose()显示关闭该连接。连接关闭后，将刷新缓冲区。

与文件的连接关闭后，并不会删除流，fstream流对象和它管理的缓冲区仍然存在，
可以将流重新连接到文件。

5.一个简单的读写文件示例

#include<iostream>
#include<fstream>
#include<string>
using namespace std;
const string filename="test.txt";
int main()
{
ofstream fout(filename.c_str());
if(!fout.is_open())
{
cerr<<"无法打开文件 "<<filename<<endl;
exit(0);
}
cout<<"输入密码：";
float secret;
cin>>secret;
fout<<secret<<endl;
fout.close();

ifstream fin(filename.c_str());
if(!fin.is_open())
{
cerr<<"无法打开文件 "<<filename<<endl;
exit(0);
}
cout<<"输入的密码为：
";
char ch;
while(fin.get(ch))
cout<<ch;
fin.close();
return 0;
}

程序中is_open()函数，是用来检查文件是否被打开
流对象的状态包括：
一切顺利，已达到文件尾，I/O操作失败等。如果一切顺利，流状态设置为0，否则设置为1。

6.打开多个文件
1)需要同时打开多个文件，则需要为每个文件创建一个流。
2)需要依次打开一组文件，可以只打开一个流，将它依次关联到各个文件。

如下例所示：

ifstream fin;
fin.open("test.txt");
fin.close();
fin.clear();
fin.open("test2.txt");
fin.close();

7.文件模式

常量	含义
ios_base::in	打开文件，以便读取
ios_base::out	打开文件，以便写入
ios_base::ate	打开文件，并移到文件尾，和ios_base::app的区别是，后者只能在文件尾写入，前者只是将写入指针初始化在文件尾
ios_base::app	追加到文件尾
ios_base::trunc	如果文件存在，则清空文件内容
ios_base::binary	二进制文件

对于ifstream open()，默认的模式为ios_base::in
对于ofstream open()，默认的模式为ios_base::out|ios_base::trunc，打开并清空文件

8.二进制模式 ios_base::binary 

文件的存储类型有两种，文本格式或二进制格式。
文本格式便于读取，而二进制格式更加精确，占用空间小，读取速度快。
写操作：

fout.write((char*)&T,sizeof T);

读操作：

fin.read((char*)&T,sizeof T);

注意需要将类型实例地址，强制转换为char*类型。

9.随机存取

随机存取是指，读写指针直接移动到文件的任何位置。

跳转函数：

istream & seekg(streamoff,ios_base::seekdir);//相对地址
istream & seekg(streampos);//绝对地址

第一个方法的意思是，离seekdir参数指定文件位置，距离streamoff的位置。
其中，streamoff单位的是字节，seekdir表示文件的三个位置(顶端ios_base::beg，底端ios_base::end，当前位置ios_base::cur)

第二个方法的意思是，离文件开头streampos的位置
streampos表示文件中的绝对位置，单位是字节

seekg()
移到文件开头

tellg()
返回读写指针当前的位置

下面，我们用二进制文件模式，写一个简单的随机存取示例：

#include<iostream>
#include<fstream>
#include<iomanip>
const int LIM=20;
struct planet
{
    char name[LIM];
    double population;
    double g;
};
const char *file = "planets.dat";
inline void eatline(){while(std::cin.get()!='
') continue;}
int main()
{
    using namespace std;
    planet pl;
    cout<<fixed;

    fstream finout;
    finout.open(file,ios_base::in|ios_base::out|ios_base::binary);
    int ct = 0;
    if(finout.is_open())
    {
        finout.seekg(0);
        cout<<"contents of file "<<file<<endl;
        while(finout.read((char *)&pl,sizeof pl))
        {
            cout<<ct++<<":"<<setw(20)<<pl.name<<":"
                <<setprecision(0)<<setw(12)<<pl.population
                <<setprecision(2)<<setw(6)<<pl.g<<endl;
        }
        if(finout.eof())
            finout.clear();
        else{
            cerr<<"无法打开文件 "<<file<<endl;
            exit(0);
        }
    }
    else{
        cerr<<"无法打开文件 "<<file<<endl;
        exit(0);
    }
    cout<<"enter record number to change:";
    long rec;
    cin>>rec;
    eatline();
    if(rec<0||rec>=ct)
    {
        cerr<<"无效 index number"<<endl;
        exit(0);
    }
    streampos place = rec*sizeof pl;
    finout.seekg(place);
    if(finout.fail())
    {
        cerr<<"无法找到 index number"<<endl;
        exit(0);
    }
    finout.read((char *)&pl,sizeof pl);
    cout<<"找到的 index number"<<endl;
    cout<<rec<<":"<<setw(20)<<pl.name<<":"
                <<setprecision(0)<<setw(12)<<pl.population
                <<setprecision(2)<<setw(6)<<pl.g<<endl;
    if(finout.eof())
        finout.clear();
    cout<<"输入name:";
    cin.get(pl.name,LIM);
    eatline();
    cout<<"population:";
    cin>>pl.population;
    cout<<"g:";
    cin>>pl.g;
    finout.seekp(place);
    finout.write((char*)&pl,sizeof pl)<<flush;
    if(finout.fail())
    {
        cerr<<"写失败 index number"<<endl;
        exit(0);
    }

    ct = 0;
    finout.seekg(0);
    cout<<"contents of file "<<file<<endl;
    while(finout.read((char *)&pl,sizeof pl))
    {
        cout<<ct++<<":"<<setw(20)<<pl.name<<":"
            <<setprecision(0)<<setw(12)<<pl.population
            <<setprecision(2)<<setw(6)<<pl.g<<endl;
    }
    finout.close();
    cout<<"Done.
";
    return 0;
}

程序中，我们使用了一个特别的流管理对象fstream，
fstream继承子iostream,而iostream继承自istream和ostream
因此fstream继承了两个缓冲区，一个用于输入，一个用于输出
并能同步化两个缓冲区的处理。即输入指针和输出指针的位置始终相同。
这样用一个流管理对象，就可以同时进行读和写。

参考资料：《C++ Primer.Plus》 pp.768-788