前言

我们在编程的过程中，文件的读写时经常遇到的一个问题，而在c++中有多种方式对文件进行读写操作，这篇文章我将对以下几个部分做详细的介绍和总结：

• 基于C的文件读写
• 基于C++的文件读写

一、C文件读写

1.1 打开文件

FILE *fopen(const char * filename, const char * mode)

其中，filename为C类型字符串(如果filename为string类型，那么在这里需要将string转为C类型的字符串，使用c_str()函数)，用来代表文件。mode为访问文件的方式：

注意，如果处理的是二进制的文件，比如图像。需要用以下的模式对应替代上表的模式来进行访问：

"rb"，"wb"，"ab"，"rb+"，"wb+"，"ab+"

1.2 关闭文件

int fclose(FILE * file);

1.3 文本文件读写

char* fgets(char* buf, int n, FILE * file);

函数fgets()从file输入流中读取n-1个字符，把读取的字符串复制到缓冲区buf，并在最后追加一个NULL字符来终止字符串。注意，如果遇到换行符\n或者是文件末尾EOF，函数会停止读取。

int fgetc(FILE * file);

函数fgetc()从file输入文件中读取一个字符，返回值是读取的字符，如果读到末尾返回EOF。那么为什么函数原型返回值为int呢？

首先，EOF其实是一个宏，即#define EOF -1，那么如果用unsigned char 来表示的话，-1是负值，无符号无法表示。而用char表示的话，-1在char类型中的值是0XFF，如果文件中恰好有值是0XFF，那这个时候就会误判为文件结束，不正确。因此，这里返回值为4字节的int，-1用int表示为OXFFFFFFFF，如果读取到0XFF，返回的int为0X000000FF，这样就可以区分字节值0XFF和EOF。

example

string filename = "../docs/test.txt";       //文本文件
FILE * file = fopen(filename.c_str(), "r"); 

char * buffer = new char[54];               //fgets读取的字节都缓冲到buffer中
fgets(buffer, 54, file);                    //需要注意的是，fgets()会在遇到换行符之后就停止读取,因此
int i = 0;                                 //如果要读取文件所有内容，可以使用fgetc()函数
while(buffer[i] != NULL){
cout<<buffer[i++]<<"\t"<<endl;
}

/*********************************/
//使用fgetc()函数读取文件所有字节
char c;     //注意，这里需要将fgetc()的返回值赋给char型，虽然函数原型是int，原因就不再做解释了
while((c = fgetc(file)) != EOF){
    cout<<c;
}
fclose(file);

int isClose = fclose(file);
if(isClose == 0)
    cout<<"成功关闭";
else if(isClose == EOF)
    cout<<"关闭失败";

1.4 二进制文件读写

fread和fwrite函数用于二进制输入和输出

size_t fread(const void* buffer, size_t size, size_t count, FILE* file);
    --buffer : 指向数据块的指针
    --size : 每个数据块的大小
    --count : 数据个数
    --file : 文件指针 

size_t fwrite(const void* buffer, size_t size, size_t count, FILE* file);
    --buffer : 指向数据块的指针
    --size : 每个数据块的大小
    --count : 数据个数
    --file : 文件指针 

example

string filename = "../images/bmp_test.bmp";
FILE * imageFile = fopen(filename.c_str(), "rb");
char * buffer = new char[54];
fread(buffer, sizeof(char), 54, imageFile);     //注意此处的写法与函数原型的定义对应理解
fclose(imageFile);

1.5 FILE常用其他函数

/* fseek()把文件指针移到指定位置*/
int fseek（FILE *fp,long offset,int origin）
    --origin : 指针起始点
    --offset : 偏移字节数

/* rewind()将文件指针定义到文件头*/
rewind(FILE * file)

/* remove()删除指定文件，成功返回0，失败返回-1*/
int remove(char * filename)

二、C++文件读写

首先，我们大致总结以下上面这张图的内容（图中的箭头代表类的继承关系）。

• istream : 输入流类型，提供输入操作。
• ostream : 输出流类型，提供输出操作。
• iostream : 用于读写流的基本类型。
• fstream : 读写文件的基本类型。
• sstream : 读写内存string对象的类型。

由于本文主要讨论文件读写，因此在这里着重讨论fstream的内容。

2.1 打开文件

fstream file;
file.open(const char * filename, ios_base:openmode mode = ios_base::in | ios_base :: out);

fstream file(const char * filename, ios_base:openmode mode = ios_base::in | ios_base :: out);

以上两种文件打开方式都是正确的。

filename为文件名，mode为打开文件的方式。mode有以下几种方式:

指定文件模式有如下限制：

• 默认情况下，以out模式打开文件会清楚文件内的已有数据，因此我们必须同时指定app模式，这样只会将数据追加到文件末尾。
• ate和binary模式可用于任何类型的文件流对象，且可以与其他任何文件模式组合使用。

可以通过调用成员函数 is_open()来检查一个文件是否被顺利打开

bool is_open();

2.2 关闭文件

当文件读写操作完成之后，我们必须将文件关闭以使文件重新变为可访问的。关闭文件需要调用成员函数close()，它负责将缓存中的数据排放出来并关闭文件。它的格式很简单：

void close();

2.3 文本文件读写

• 读文件：>>、getline()、get()

  • >> ：以空格、Tab、换行等符号结束。
  • getline ：一次读入一行

  /* 从文件读取num-1个字符到buffer(内存)中*/
  istream &getline( char *buffer, streamsize num );

  • get：一次读取一个字符

  istream& get(char &c);

• 写文件：<<、put()

  • << ：一次写入一行
  • put：一次写入一个字符

2.4 状态标识符的验证

• eof()

  如果读文件到达文件尾，返回true

• bad()

  如果在读写过程中出错，返回 true

• fail()

  除了与bad() 同样的情况下会返回 true 以外，加上格式错误时也返回true

2.5 获得和设置流指针

• seekg()和seekp()

  /*从文件头开始，到position个字节的位置*/
  seekg ( pos_type position );
  seekp ( pos_type position );
  /*从direction开始，偏移offset个字节*/
  seekg ( off_type offset, seekdir direction );
  seekp ( off_type offset, seekdir direction );

三、二进制文件的读写

文件打开的默认模式是文本文件，要想读写二进制文件，需要在打开时显示声明ios::binary

3.1 使用get()和put()读写一个字符

3.2 使用read()和write()进行读写

• read()

  /*从文件中提取 n 个字节数据，写入buf*/
  istream &  read (char * buf,  int  n);

• write()

  /*把buf指向的内容取n个字节写入文件*/
  ostream & write (char * buf ,  int  n) ;