文件操作是程序开发中不可缺少的一部分，任何需要数据存储的软件都需要进行文件操作。文件操作包括打开文件、读文件和写文件。
（1）C++ 中的流类库
C++ 语言中为不同类型数据的标准输入和输出定义了专门的类库，类库中主要有 ios、istream、ostream、ifstream、istrstream、iostream、ostrstream、ofstream、fstream、strstream，它们之间的继承关系如下：
image.png
这些流类的基本名称如下：
ios：根基类
istream：输入流类
ostream：输出流类
ifstream：输入文件流类
istrstream：输入字符串流类
iostream：输入输出流类
ostrstream：输出字符串流类
ofstream：输出文件流
fstream：文件流
strstream：字符串流
这些流类都定义在 I/O 标准库 <iostream>、<fstream>、<strstream> 中。
（2）字符串流的使用
char buf[] = "12345678";
int a, b;
istrstream s1(buf);
s1 >> a;
istrstream s2(buf, 3);
s2 >> b;
cout << a + b << endl;
ostrstream s3;
s3 << "123" << ends;
cout << s3.str() << endl;
delete s3.str();
以上代码的运行结果是：
12345801
123
使用 istrstream 将字符串转成整型，a = 12345678, b = 123， a + b = 12345801。
使用 ostrstream 将123存在缓存，最后输出。
（3）打开文件
只有利用文件流与磁盘上的文件相关联之后才能对文件进行操作，这个关联的过程称为打开文件。
打开文件的方式有两种：
（1）在创建文件流时利用构造函数打开文件，举例代码如下：
ofstream outfile("test.txt", ios::out);
ifstream infile("test.txt", ios::in);
fstream file("test.txt", ios::in|ios::out);
ofstream 是文件流类，它还可以是 ifstream 、fstream；
outfile 是文件流对象名称；
在构造函数中有两个参数，第一个参数是：文件名路径（绝对路径或者相对路径）；
构造函数的第二个参数是：打开方式，打开放在是 ios 类中定义，有输入方式、输出方式、追加方式等，如下：
ios::in：以输入方式打开文件，文件只能读取，不能改写；
ios::out：以输出方式打开文件，只能改写，不能读取；
ios::app：以追加方式打开文件，打开后文件指针在文件尾部，可改写；
ios::ate：打开已存在的文件，文件指针指向文件尾部，可改写；
ios::binary：以二进制方式打开文件；
ios::trunc：打开文件进行写操作，如果文件已经存在，清除文件中的数据；
ios::nocreate：打开已存在的文件，如果文件不存在，则打开失败，文件不会创建；
ios::noreplace：创建新文件，如果文件已经存在，打开失败，不覆盖；
ios::in|ios::out：以读写方式打开文件，对文件可读可写；
ios::in|ios::binary：以二进制方式打开文件，进行读操作；
（2）利用 open 函数打开磁盘文件，代码举例如下：
ifstream infile;
infile.open("text.txt", ios::in);
ofstream outfile;
outfile.open("text.txt", ios::out);
fstream file;
file.open("text.txt", ios::in|ios::in);
另外，打开文件还存在第三个参数：
ifstream infile("test.txt", ios::in, 0);
ifstream infile;
infile.open("text.txt", ios::in, 0);
第三个参数是：文件的访问方式，取值如下：
0：普通文件
1：只读文件
2：隐含文件
3：系统文件
（4）文件的读写
在对文件进行操作时，必然离不开读写文件。在使用程序查看文件内容时，首先要读取文件，而要修改文件内容时，则需要向文件中写入数据。
文件输入流是 ifstream，文件输出流时 ofstream，它们有一些成员函数：
attach：在一个打开的文件与流之间建立连接；
close：刷新未保存的数据后关闭文件；
flush：刷新流；
open：打开一个文件并把它与流连接；
put：把一个字节写入流中；
rdbuf：返回与流连接的 filebuf 对象；
seekp：设置流文件指针位置；
setmode：设置流为二进制或文本模式；
tellp：获取流文件指针位置；
write：把一组字节写入流中；
文件流对象 ftream 是 ifstream 和 ofstream 的综合体，它的成员函数有：
get：从文件读取一个字符；
getline(str,n,'\n')：从文件读取字符存入字符串中，直到读取n-1个字符或遇到“\n”时结束；
peek：查找下一个字符，但不从文件中取出；
put：将一个字符写入文件；
putback：对输入流放回一个字符，但不保存；
eof：如果读取超过 eof，返回True；
ignore(n)：跳过 n 个字符，参数为空时，表示跳过下一个字符；
文件读写操作演示代码如下：
char buf[128];
ofstream ofile("test.txt");
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
memset(buf, 0, 128); // 对数组进行初始化
cin >> buf; // 在控制台输入数据
ofile << buf; // 将输入的数据保存到文件中
}
ofile.close(); // 关闭流
ifstream ifile("test.txt");
while (!ifile.eof())
{
char ch;
ifile.get(ch); // 读取文件
if (!ifile.eof()) // 判断是否是结尾
{
cout << ch;
}
}
cout << endl;
ifile.close(); // 关闭流
以上代码的逻辑是：
（1）文件输出流 ofile 与文件 test.txt 关联；
（2）在控制台输出5个数据；
（3）将数据存入文件；
（4）文件输入流 ifile 与文件 test.txt 关联；
（5）读取文件，并将数据打印到控制台；
下面再举一个文件复制的例子：
ifstream infile;
ofstream outfile;
char name[20];
char c;
infile.open("test.txt"); // 打开文件
if (!infile) // 判断文件是否存在
{
cout << "原文件不存在！" << endl;
exit(1);
}
outfile.open("test_copy.txt"); // 打开文件，如果文件不存在，则创建
while (infile.get(c))
{
outfile << c;
}
infile.close();
outfile.close();
（5）文件错误与状态
在 I/O 流的操作过程中可能出现各种错误，每一个流都有一个状态标志字，以指示是否发生了错误及出现了哪种类型的错误，这种处理技术与格式控制标志字是相同的。
static constexpr _Iostate goodbit = static_cast<_Iostate>(0x0);
static constexpr _Iostate eofbit = static_cast<_Iostate>(0x1);
static constexpr _Iostate failbit = static_cast<_Iostate>(0x2);
static constexpr _Iostate badbit = static_cast<_Iostate>(0x4);
源码中，可以看出文件的四种状态：goodbit、eofbit、failbit、badbit，它们的默认值分别是 0、1、2、4。
ios 类提供了以下成员函数来检测或设置流的状态：
file.good(); // 正常
file.eof(); // 输入流以结束，无字符可读入
file.fail(); // 上次读/写操作失败，但流仍可使用
file.bad(); // 无效的读/写操作，流不再可用
ios 的 rdstate() 函数可以获取文件的最终状态，文件的状态可能只有一种，比如：
rdstate() = goodbit；
文件的状态还可以存在多种，比如：
rdstate() = eofbit | failbit；
使用 | 运算符计算出最终的文件状态。那么，如何判断当前文件是什么状态呢？
file.good() = rdstate() & goodbit；
file.eof() = rdstate() & eofbit；
file.fail() = rdstate() & failbit；
file.bad() = rdstate() & badbit；
使用 & 运算符可以判断文件是什么状态。
去除状态也很简单，直接调用
file.clear(ios_base::goodbit);
或
file.clear(ios_base::eofbit);
或
file.clear(ios_base::failbit);
或
file.clear(ios_base::badbit);
即可。
（6）文件的追加
在文件写操作中，除了将输出文件的内容完全覆盖重写之外，还可以直接在文件的末尾追加数据。
ofstream outfile("text.txt", ios::app);
以上代码中，文件输出流的第二个 ios::app 表示以追加的方式写数据。
追加的方式还可以用 seekp 来实现，代码如下：
fstream iofile("test.txt",ios::in | ios::out);
if (iofile) // 如果文件存在
{
iofile.seekp(0, ios::end); // 将文件指针移动到末尾
iofile << endl; // 写入换行符
iofile << "zhangsan"; // 写入新的文本
}
（7）文件结尾的判断
在操作文件时，经常需要判断文件是否结束，使用过eof()可以实现。
另外，也可以通过其他方法来判断，例如使用流的 get() 方法，如果文件指针指向文件末尾，get() 方法获取不到数据就返回 -1，这样也可以作为判断结束的方法。
（8）设置文件指针位置的函数
要实现在指定位置读写文件的功能，首先要了解文件指针是如何移动的，用于设置文件指针位置的函数如下：
seekg：位移字节数，相对位置用于输入文件中指针的移动；
seekp：位移字节数，相对位置用于输出文件中指针的移动；
tellg：用于查找输入文件中的文件指针位置；
tellp：用于查找输入文件中的文件指针位置；
位移字节数是移动指针的位移量，相对位置是参照位置，取值如下：
ios::beg：文件头部；
ios::end：文件尾部；
ios::cur：文件指针的当前位置；
（9）删除文件
使用 remove(file) 可以实现删除文件功能，它的返回值类型是int，如果返回值是0，则删除成功，如果是-1，则删除失败。
演示代码如下：
if (!remove("test.txt"))
{
cout << "文件已删除" << endl;
}
else
{
cout << "删除失败" << endl;
}
[本章完...]
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