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 . Результат работы программы показан на рисунке 1.

Работа с файлами в С++ Для продолжения нажмите любую клавишу. . .

Рисунок 1 — Работа с файлами в С++

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.

// file_read.cpp: определяет точку входа для консольного приложения. #include "stdafx.h" #include #include using namespace std; int main(int argc, char* argv) { setlocale(LC_ALL, "rus"); // корректное отображение Кириллицы char buff; // 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; }

Результат работы программы показан на рисунке 2.

Файл не может быть открыт! Для продолжения нажмите любую клавишу. . .

Рисунок 2 — Работа с файлами в С++

Как видно из рисунка 2 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).

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

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::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 ifstream связываясь 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 ate и app по 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:

/* 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 */

Такая программа уже разрабатывалась ранее в разделе , но там вся информация о типах данных выводилась на стандартное устройство вывода, а нам необходимо программу переделать так, чтобы информация записывалась в файл. Для этого 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.

// write_file.cpp: определяет точку входа для консольного приложения. #include "stdafx.h" #include #include // работа с файлами #include // 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 cout был заменён объектом fout .

Механизм ввода-вывода, разработанный , не соответствует общепринятому сегодня стилю объектно-ориентированного программирования, кроме того, он активно использует операции с указателями, считающиеся потенциально небезопасными в современных защищённых средах выполнения кода. Альтернативой при разработке прикладных приложений является механизм стандартных классов ввода-вывода, предоставляемый стандартом языка C++.

Открытие файлов

Наиболее часто применяются классы ifstream для чтения, ofstream для записи и fstream для модификации файлов.

Все поточные классы ввода-вывода являются косвенными производными от общего предка ios , полностью наследуя его функциональность. Так, режим открытия файлов задает член данных перечисляемого типа open_mode, который определяется следующим образом:

Enum open_mode { app, binary, in, out, trunc, ate };

Ниже приведены возможные значения флагов и их назначение.

Например, чтобы открыть файл с именем test.txt для чтения данных в бинарном виде, следует написать:

Ifstream file; file.open ("test.txt", ios::in | ios::binary);

Оператор логического ИЛИ (|) позволяет составить режим с любым сочетанием флагов. Так, чтобы, открывая файл по записи, случайно не затереть существующий файл с тем же именем, надо использовать следующую форму:

Ofstream file; file.open ("test.txt", ios::out | ios::app);

Предполагается, что к проекту подключён соответствующий заголовочный файл:

#include

Для проверки того удалось ли открыть файл, можно применять конструкцию

If (!file) { //Обработка ошибки открытия файла }

Операторы включения и извлечения

Переопределённый в классах работы с файлами оператор включения (<<) записывает данные в файловый поток. Как только вы открыли файл для записи, можно записывать в него текстовую строку целиком:

File << "Это строка текста";

Можно также записывать текстовую строку по частям:

File << "Это " << "строка " << "текста";

Оператор endl завершает ввод строки символом "возврат каретки":

File << "Это строка текста" << endl;

С помощью оператора включения несложно записывать в файл значения переменных или элементов массива:

Ofstream file ("Temp.txt"); char buff = "Текстовый массив содержит переменные"; int vx = 100; float pi = 3.14159; file << buff << endl << vx << endl << pi << endl;

В результате выполнения кода образуется три строки текстового файла Temp.txt:

Текстовый массив содержит переменные 100 3.14159

Обратите внимание, что числовые значения записываются в файл в виде текстовых строк, а не двоичных значений.

Оператор извлечения (>>)производит обратные действия. Казалось бы, чтобы извлечь символы из файла Temp.txt , записанного ранее, нужно написать код наподобие следующего:

Ifstream file ("Temp.txt"); char buff; int vx; float pi; file >> buff >> vx >> pi;

Однако оператор извлечения остановится на первом попавшемся разделителе (символе пробела, табуляции или новой строки). Таким образом, при разборе предложения "Текстовый массив содержит переменные" только слово "Текстовый" запишется в массив buff , пробел игнорируется, а слово "массив" станет значением целой переменной vx и исполнение кода "пойдет вразнос" с неминуемым нарушением структуры данных. Далее, при обсуждении класса ifstream , будет показано, как правильно организовать чтение файла из предыдущего примера.

Класс ifstream: чтение файлов

Как следует из расшифровки названия, класс ifstream предназначен для ввода файлового потока. Далее перечислены основные методы класса. Большая часть из них унаследована от класса istream и перегружена с расширением родительской функциональности. К примеру, функция get , в зависимости от параметра вызова, способна считывать не только одиночный символ, но и символьный блок.

Теперь понятно, как нужно модифицировать предыдущий пример, чтобы использование оператора извлечения данных давало ожидаемый результат:

Ifstream file("Temp.txt"); char buff; int vx; float pi; file.getline(buff, sizeof(buff)); file >> vx >> pi:

Метод getline прочитает первую строку файла до конца, а оператор >> присвоит значения переменным.

Следующий пример показывает добавление данных в текстовый файл с последующим чтением всего файла. Цикл while (1) используется вместо while(!file2.eof()) по причинам, которые обсуждались в .

#include #include using namespace std; int main() { ofstream file; file.open("test.txt",ios::out|ios::app); if (!file) { cout << "File error - can"t open to write data!"; cin.sync(); cin.get(); return 1; } for (int i=0; i<10; i++) file << i << endl; file.close(); ifstream file2; file2.open("test.txt", ios::in); if (!file2) { cout << "File error - can"t open to read data!"; cin.sync(); cin.get(); return 2; } int a,k=0; while (1) { file2 >> a; if (file2.eof()) break; cout << a << " "; k++; } cout << endl << "K=" << k << endl; file2.close(); cin.sync(); cin.get(); return 0; }

В следующем примере показан цикл считывания строк из файла test.txt и их отображения на консоли.

#include #include using namespace std; int main() { ifstream file; // создать поточный объект file file.open("test.txt"); // открыть файл на чтение if (!file) return 1; // возврат по ошибке отрытия char str; // статический буфер строки // Считывать и отображать строки в цикле, пока не eof while (!file.getline(str, sizeof(str)).eof()) cout << str << endl; // вывод прочитанной строки на экран cin.sync(); cin.get(); return 0; }

Этот код под ОС Windows также зависит от наличия в последней строке файла символа перевода строки, надежнее было бы сделать так:

While (1) { if (file.eof()) break; file.getline(str, sizeof(str)); cout << str << endl; }

Явные вызовы методов open и close не обязательны. Действительно, вызов конструктора с аргументом позволяет сразу же, в момент создания поточного объекта file , открыть файл:

Ifstream file("test.txt");

Вместо метода close можно использовать оператор delete , который автоматически вызовет деструктор объекта file и закроет файл. Код цикла while обеспечивает надлежащую проверку признака конца файла.

Класс ofstream: запись файлов

Класс ofstream предназначен для вывода данных из файлового потока. Далее перечислены основные методы данного класса.

Описанный ранее оператор включения удобен для организации записи в текстовый файл:

Ofstream file ("temp.txt"); if (!file) return; for (int i=1; i<=3; i++) file << "Строка " << i << endl; file.close();

Бинарные файлы

В принципе, бинарные данные обслуживаются наподобие текстовых. Отличие состоит в том, что если бинарные данные записываются в определенной логической структуре, то они должны считываться из файла в переменную того же структурного типа.

Первый параметр методов write и read (адрес блока записи/чтения) должен иметь тип символьного указателя char * , поэтому необходимо произвести явное преобразование типа адреса структуры void * . Второй параметр указывает, что бинарные блоки файла имеют постоянный размер байтов независимо от фактической длины записи. Следующее приложение дает пример создания и отображения данных простейшей записной книжки. Затем записи файла последовательно считываются и отображаются на консоли.

#include #include #include using namespace std; struct Notes { // структура данных записной книжки char Name; // Ф.И.О. char Phone; // телефон int Age; // возраст }; int main() { setlocale(LC_ALL, "Russian"); Notes Note1= { "Грозный Иоанн Васильевич", "не установлен", 60 }; Notes Note2= { "Годунов Борис Федорович ", "095-111-2233 ", 30 }; Notes Note3= { "Романов Петр Михайлович ", "812-333-2211 ", 20 }; ofstream ofile("Notebook.dat", ios::binary); ofile.write((char*)&Note1, sizeof(Notes)); // 1-й блок ofile.write((char*)&Note2, sizeof(Notes)); // 2-й блок ofile.write((char*)&Note3, sizeof(Notes)); // 3-й блок ofile.close(); // закрыть записанный файл ifstream ifile("Notebook.dat", ios::binary); Notes Note; // структурированная переменная char str; // статический буфер строки // Считывать и отображать строки в цикле, пока не eof while (!ifile.read((char*)&Note, sizeof(Notes)).eof()) { sprintf(str, "%s\tТел: %s\tВозраст: %d", Note.Name, Note.Phone, Note.Age); cout << str << endl; } ifile.close(); // закрыть прочитанный файл cin.sync(); cin.get(); return 0; }

В результате выполнения этого кода образуется бинарный файл Notebook.dat из трех блоков размером по 80 байт каждый (при условии, что символы - однобайтовые). Естественно, вы можете использовать другие поточные методы и проделывать любые операции над полями определенной структуры данных.

Класс fstream: произвольный доступ к файлу

Предположим что в нашей записной книжке накопилось 100 записей, а мы хотим считать 50-ю. Конечно, можно организовать цикл и прочитать все записи с первой по заданную. Очевидно, что более целенаправленное решение - установить указатель позиционирования файла pos прямо на запись 50 и считать ее:

Ifstream ifile("Notebook.dat", ios::binary); int pos = 49 * sizeof(Notes); ifile.seekg(pos); // поиск 50-й записи Notes Note; //Notes – описанная выше структура "запись" ifile.read((char*)&Note, sizeof(Notes));

Подобные операции поиска эффективны, если файл состоит из записей известного и постоянного размера. Чтобы заменить содержимое произвольной записи, надо открыть поток вывода в режиме модификации:

Ofstream ofilе ("Notebook.dat", ios::binary | ios::ate); int pos = 49 * sizeof(Notes); ofile seekp(pos); // поиск 50-й записи Notes Note50 = {"Ельцин Борис Николаевич", "095-222-3322", 64}; ofile.write((char*)&Note, sizeof(Notes)); // замена

Если не указать флаг ios::ate (или ios::app), то при открытии бинарного файла Notebook.dat его предыдущее содержимое будет стерто!

Наконец, можно открыть файл одновременно для чтения/записи, используя методы, унаследованные поточным классом fstream от своих предшественников. Поскольку класс fstream произведен от istream и ostream (родителей ifstream и ofstream соответственно), все упомянутые ранее методы становятся доступными в приложении.

В следующем примере показана перестановка первой и третьей записей файла Notebook.dat .

#include #include #include using namespace std; struct Notes { char Name; char Phone; int Age; }; int main() { setlocale(LC_ALL, "Russian"); Notes Note1, Note3; // Открыть файл на чтение/запись одновременно fstream file("Notebook.dat", ios::binary | ios::in | ios::out); file.seekg(2 * sizeof(Notes)); // найти и считать Note3 file.read((char*)&Note3, sizeof(Notes)); file.seekg(0); // найти и считать Note1 file.read((char*)&Note1, sizeof(Notes)); file.seekg(0); // Note1 <== Note3 file.write((char*)&Note3, sizeof(Notes)); file.seekg(2 * sizeof(Notes)); // Note3 <== Note1 file.write((char*)&Note1, sizeof(Notes)); char str; // Считывать и отображать записи в цикле, пока не eof file.seekg(0); // вернуться к началу файла while (!file.read((char*)&Note1, sizeof(Notes)).eof()) { sprintf(str, "%s\tТел: %s\tВозраст: %d", Note1.Name, Note1.Phone, Note1.Age); cout << str << endl; } file.close(); cin.sync(); cin.get(); return 0; }

В конструкторе объекта file надо указать флаги ios::in и ios::out , разрешая одновременное выполнение операций чтения и записи. В результате выполнения этого кода первая и третья записи бинарного файла Notebook.dat поменяются местами.

Дополнительные примеры по теме есть .

Функция fopen() открывает для использования поток, связывает файл с данным потоком и затем возвращает указатель FILE на данный поток. Чаще всего файл рас­сматривается как дисковый файл. Функция fopen() имеет следующий прототип:

FILE *fopen(const char *имя_файла, const char *режим);

Где режим указывает на строку, содержащую желаемый режим открытия файла. Допустимые зна­чения для режим в Borland С++ показаны в таблице. имя_файла должно быть строкой симво­лов, предоставляющей корректное имя файла операционной системе, и может содержать указа­ние пути.

Функция fopen() возвращает указатель базового типа FILE. Данный указатель идентифицирует файл и используется большинством функций файловой системы. Его никогда не следует изменять самостоятельно. Функция возвращает нулевой указатель, если файл не может быть открыт.

Как показывает таблица, файл может быть открыт или в текстовом, или в двоичном режи­ме. В текстовом режиме при вводе последовательность возврат каретки и перевод строки трансли­руется в символ новой строки. При выводе справедливо обратное: символ новой строки трансли­руется в возврат каретки и перевод строки. В двоичных файлах такого перевода не происходит. Когда в аргументе режима не указаны ни t, ни b, то статус файла текстовый/двоичный определя­ется значением глобальной переменной _fmode, определенной в Borland С++. По умолчанию fmode установлена в О_ТЕХТ, то есть устанавливается текстовый режим. Если установить _fmode в О_BINARY, то файлы будут открываться в двоичном режиме. (Эти макросы определены в fcntl.h.) Естественно, использование явно указанных t или b устраняет эффекты, связанные с переменной _fmode. Кроме этого, _fmode характерна только для продуктов Borland. Она не определена в системе ввода/вывода ANSI С.

Если необходимо открыть файл с именем test на запись, то следует написать:

Fp = fopen ("test", "w") ;

Где fp - это переменная типа FILE *. Тем не менее обычно можно увидеть следующее:

If((fp = fopen("test", "w"))==NULL) {
puts ("Cannot open file.");
exit (1);
}

Данный метод позволяет обнаружить ошибки при открытии файла, например, наличие защиты от записи или отсутствие свободного места на диске.

Если fopen() используется для открытия файла на запись, то любой ранее существующий файл с указанным именем будет удален. Если файла с указанным именем не существует, то он будет создан.

Если необходимо дописать информацию в конец файла, следует использовать режим а (добавления). Если файл не существует, то он будет создан.

Открытие файла на чтение требует наличия файла. Если файл не существует, то будет возвращена ошибка. Если файл открыт для операции чтения/записи, то он не удаляется при наличии, а если файл не существует, то он создается.