Работа файлового ввода/вывода в C++ почти аналогична работе обычных (но с небольшими нюансами).

Классы файлового ввода/вывода

Есть три основных класса файлового ввода/вывода в C++ :

ofstream (является дочерним классу );

fstream (является дочерним классу iostream).

С помощью этих классов можно выполнять однонаправленный файловый ввод, однонаправленный файловый вывод и двунаправленный файловый ввод/вывод. Для их использования нужно всего лишь подключить fstream.

В отличие от потоков cout, cin, cerr и clog, которые сразу же можно использовать, файловые потоки должны быть явно установлены программистом. То есть, чтобы открыть файл для чтения и/или записи, нужно создать объект соответствующего класса файлового ввода/вывода, указав имя файла в качестве параметра. Затем, с помощью операторов вставки (<<) или извлечения (>>), можно записывать данные в файл или читать содержимое файла. После этого финал — нужно закрыть файл: явно вызвать метод close() или просто позволить файловой переменной ввода/вывода выйти из области видимости ( файлового класса ввода/вывода закроет этот файл автоматически вместо нас).

Файловый вывод

Для записи в файл используется класс ofstream . Например:

#include #include #include // для использования exit() int main() { using namespace std; // ofstream используется для записи данных в файл // Создаём файл SomeText.txt ofstream outf("SomeText.txt"); // Если мы не можем открыть этот файл для записи данных в него if (!outf) { // То выводим сообщение об ошибке и выполняем exit() cerr << "Uh oh, SomeText.txt could not be opened for writing!" << endl; exit(1); } // Записываем в файл следующие две строчки outf << "See line #1!" << endl; outf << "See line #2!" << endl; return 0; // Когда outf выйдет из области видимости, то деструктор класса ofstream автоматически закроет наш файл }

#include #include #include // для использования exit() int main () using namespace std ; // ofstream используется для записи данных в файл // Создаём файл SomeText.txt ofstream outf ("SomeText.txt" ) ; // Если мы не можем открыть этот файл для записи данных в него if (! outf ) // То выводим сообщение об ошибке и выполняем exit() cerr << << endl ; exit (1 ) ; // Записываем в файл следующие две строчки outf << "See line #1!" << endl ; outf << "See line #2!" << endl ; return 0 ; // Когда outf выйдет из области видимости, то деструктор класса ofstream автоматически закроет наш файл

Если вы загляните в каталог вашего проекта (ПКМ по вкладке с названием вашего.cpp файла в Visual Studio > «Открыть содержащую папку» ), то увидите файл с именем SomeText.txt, в котором находятся следующие строчки:

See line #1!
See line #2!

Обратите внимание, мы также можем использовать метод put() для записи одного символа в файл.

Файловый ввод

#include #include #include #include // для использования exit() int main() { using namespace std; // ifstream используется для чтения содержимого файла // Попытаемся прочитать содержимое файла SomeText.txt ifstream inf("SomeText.txt"); // Если мы не можем открыть этот файл для чтения его содержимого if (!inf) { cerr << "Uh oh, SomeText.txt could not be opened for reading!" << endl; exit(1); } // Пока есть данные, которые мы можем прочитать while (inf) { // То перемещаем эти данные в строку, которую затем выводим на экран string strInput; inf >> strInput; cout << strInput << endl; } return 0; }

#include #include #include #include // для использования exit() int main () using namespace std ; // ifstream используется для чтения содержимого файла // Если мы не можем открыть этот файл для чтения его содержимого if (! inf ) // То выводим следующее сообщение об ошибке и выполняем exit() cerr << << endl ; exit (1 ) ; // Пока есть данные, которые мы можем прочитать while (inf ) // То перемещаем эти данные в строку, которую затем выводим на экран string strInput ; inf >> strInput ; cout << strInput << endl ; return 0 ; // Когда inf выйдет из области видимости, то деструктор класса ifstream автоматически закроет наш файл

See
line
#1!
See
line
#2!

Хм, это не совсем то, что мы хотели. Как мы уже знаем из предыдущих уроков, оператор извлечения работает с «отформатированными данными», т.е. он игнорирует все пробелы, символы табуляции и символ новой строки. Чтобы прочитать всё содержимое как есть, без его разбивки на части (как в примере выше), нам нужно использовать метод getline() :

#include #include #include #include // для использования exit() int main() { using namespace std; // ifstream используется для чтения содержимого файлов // Мы попытаемся прочитать содержимое файла SomeText.txt ifstream inf("SomeText.txt"); // Если мы не можем открыть файл для чтения его содержимого if (!inf) { // То выводим следующее сообщение об ошибке и выполняем exit() cerr << "Uh oh, SomeText.txt could not be opened for reading!" << endl; exit(1); } // Пока есть, что читать while (inf) { // То перемещаем то, что можем прочитать, в строку, а затем выводим эту строку на экран string strInput; getline(inf, strInput); cout << strInput << endl; } return 0; // Когда inf выйдет из области видимости, то деструктор класса ifstream автоматически закроет наш файл }

#include #include #include #include // для использования exit() int main () using namespace std ; // ifstream используется для чтения содержимого файлов ifstream inf ("SomeText.txt" ) ; // Если мы не можем открыть файл для чтения его содержимого if (! inf ) // То выводим следующее сообщение об ошибке и выполняем exit() cerr << "Uh oh, SomeText.txt could not be opened for reading!" << endl ; exit (1 ) ; while (inf ) string strInput ; getline (inf , strInput ) ; cout << strInput << endl ; return 0 ; // Когда inf выйдет из области видимости, то деструктор класса ifstream автоматически закроет наш файл

Результат выполнения программы выше:

Буферизованный вывод

Вывод в C++ может быть буферизован. Это означает, что всё, что выводится в файловый поток, не может сразу же быть записанным на диск (в конкретный файл). Это сделано, в первую очередь, по соображениям производительности. Когда данные буфера записываются на диск, то это называется очисткой буфера . Одним из способов очистки буфера является закрытие файла. В таком случае всё содержимое буфера будет перемещено на диск, а затем файл будет закрыт.

Буферизация вывода обычно не является проблемой, но, при определённых обстоятельствах, она может вызвать проблемы у неосторожных новичков. Например, когда в буфере хранятся данные и программа преждевременно завершает своё выполнение (либо в результате сбоя, либо путём вызова ). В таких случаях деструкторы классов файлового ввода/вывода не выполняются, файлы никогда не закрываются, буферы не очищаются и наши данные теряются навсегда. Вот почему хорошей идеей является явное закрытие всех открытых файлов перед вызовом exit().

Также буфер можно очистить вручную, используя метод ostream::flush() или отправив std::flush в выходной поток. Любой из этих способов может быть полезен для обеспечения немедленной записи содержимого буфера на диск в случае сбоя программы.

Интересный нюанс : Поскольку std::endl; также очищает выходной поток, то его чрезмерное использование (приводящее к ненужным очисткам буфера) может повлиять на производительность программы (так как очистка буфера в некоторых случаях может быть затратной операцией). По этой причине программисты, которые заботятся о производительности своего кода, часто используют \n вместо std::endl для вставки символа новой строки в выходной поток, дабы избежать ненужной очистки буфера.

Режимы открытия файлов

Что произойдёт, если мы попытаемся записать данные в уже существующий файл? Повторный запуск программы выше (самая первая) показывает, что исходный файл полностью перезаписывается при повторном запуске программы. А что, если нам нужно добавить данные в конец файла? Оказывается, файлового потока принимают необязательный второй параметр, который позволяет указать программисту способ открытия файла. В качестве этого параметра можно передавать следующие флаги (которые находятся в классе ios):

app - открывает файл в режиме добавления;

ate - переходит в конец файла перед чтением/записью;

binary - открывает файл в бинарном режиме (вместо текстового режима);

in - открывает файл в режиме чтения (по умолчанию для ifstream);

out - открывает файл в режиме записи (по умолчанию для ofstream);

trunc - удаляет файл, если он уже существует.

Можно указать сразу несколько флагов путём использования .

ifstream по умолчанию работает в режиме ios::in;

ofstream по умолчанию работает в режиме ios::out;

fstream по умолчанию работает в режиме ios::in ИЛИ ios::out, что означает, что вы можете выполнять как чтение содержимого файла, так и запись данных в файл.

Теперь давайте напишем программу, которая добавит две строки в ранее созданный файл SomeText.txt:

#include #include // для использования exit() #include int main() { using namespace std; // Передаём флаг ios:app, чтобы сообщить fstream, что мы собираемся добавить свои данные к уже существующим данным файла, // мы не собираемся перезаписывать файл. Нам не нужно передавать флаг ios::out, // поскольку ofstream по умолчанию работает в режиме ios::out ofstream outf("SomeText.txt", ios::app); // Если мы не можем открыть файл для записи данных if (!outf) { // То выводим следующее сообщение об ошибке и выполняем exit() cerr << "Uh oh, SomeText.txt could not be opened for writing!" << endl; exit(1); } outf << "See line #3!" << endl; outf << "See line #4!" << endl; return 0; // Когда outf выйдет из области видимости, то деструктор класса ofstream автоматически закроет наш файл }

#include #include // для использования exit() #include int main () using namespace std ; // Передаём флаг ios:app, чтобы сообщить fstream, что мы собираемся добавить свои данные к уже существующим данным файла, // мы не собираемся перезаписывать файл. Нам не нужно передавать флаг ios::out, // поскольку ofstream по умолчанию работает в режиме ios::out ofstream outf ("SomeText.txt" , ios :: app ) ; // Если мы не можем открыть файл для записи данных if (! outf ) // То выводим следующее сообщение об ошибке и выполняем exit() cerr << "Uh oh, SomeText.txt could not be opened for writing!" << endl ; exit (1 ) ;

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 .

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 . В определены несколько классов и подключены заголовочные файлы — файловый ввод и — 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 и cout .

Например, необходимо создать текстовый файл и записать в него строку Работа с файлами в С++ . Для этого необходимо проделать следующие шаги:

1. создать объект класса ofstream ;
2. связать объект класса с файлом, в который будет производиться запись;
3. записать строку в файл;
4. 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 .

// создаём объект для записи в файл ofstream /*имя объекта*/; // объект класса ofstream

Назовём объект – fout , Вот что получится:

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.

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:

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.

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:

Ofstream fout("cppstudio.txt"); // создаём объект класса ofstream и связываем его с файлом cppstudio.txt

Объединим весь код и получим следующую программу.

// file.cpp: определяет точку входа для консольного приложения. #include "stdafx.h" #include 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.txt fout << "Работа с файлами в С++"; // запись строки в файл fout.close(); // закрываем файл system("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++ .

1. создать объект класса ifstream и связать его с файлом, из которого будет производиться считывание;
2. прочитать файл;
3. закрыть файл.

// 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.txt"); // открыли файл для чтения fin >> << 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; }

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 .

Последнее обновление: 31.10.2015

Для работы с каталогами в пространстве имен System.IO предназначены сразу два класса: Directory и DirectoryInfo .

Класс Directory

Класс Directory предоставляет ряд статических методов для управления каталогами. Некоторые из этих методов:

CreateDirectory(path) : создает каталог по указанному пути path

Delete(path) : удаляет каталог по указанному пути path

Exists(path) : определяет, существует ли каталог по указанному пути path. Если существует, возвращается true , если не существует, то false

GetDirectories(path) : получает список каталогов в каталоге path

GetFiles(path) : получает список файлов в каталоге path

Move(sourceDirName, destDirName) : перемещает каталог

GetParent(path) : получение родительского каталога

Класс DirectoryInfo

Данный класс предоставляет функциональность для создания, удаления, перемещения и других операций с каталогами. Во многом он похож на Directory. Некоторые из его свойств и методов:

Create() : создает каталог

CreateSubdirectory(path) : создает подкаталог по указанному пути path

Delete() : удаляет каталог

Свойство Exists : определяет, существует ли каталог

GetDirectories() : получает список каталогов

GetFiles() : получает список файлов

MoveTo(destDirName) : перемещает каталог

Свойство Parent : получение родительского каталога

Свойство Root : получение корневого каталога

Посмотрим на примерах применение этих классов

Получение списка файлов и подкаталогов

string dirName = "C:\\"; if (Directory.Exists(dirName)) { Console.WriteLine("Подкаталоги:"); string dirs = Directory.GetDirectories(dirName); foreach (string s in dirs) { Console.WriteLine(s); } Console.WriteLine(); Console.WriteLine("Файлы:"); string files = Directory.GetFiles(dirName); foreach (string s in files) { Console.WriteLine(s); } }

Обратите внимание на использование слешей в именах файлов. Либо мы используем двойной слеш: "C:\\" , либо одинарный, но тогда перед всем путем ставим знак @: @"C:\Program Files"

Создание каталога

string path = @"C:\SomeDir"; string subpath = @"program\avalon"; DirectoryInfo dirInfo = new DirectoryInfo(path); if (!dirInfo.Exists) { dirInfo.Create(); } dirInfo.CreateSubdirectory(subpath);

Вначале проверяем, а нету ли такой директории, так как если она существует, то ее создать будет нельзя, и приложение выбросит ошибку. В итоге у нас получится следующий путь: "C:\SomeDir\program\avalon"

Получение информации о каталоге

string dirName = "C:\\Program Files"; DirectoryInfo dirInfo = new DirectoryInfo(dirName); Console.WriteLine($"Название каталога: {dirInfo.Name}"); Console.WriteLine($"Полное название каталога: {dirInfo.FullName}"); Console.WriteLine($"Время создания каталога: {dirInfo.CreationTime}"); Console.WriteLine($"Корневой каталог: {dirInfo.Root}");

Удаление каталога

Если мы просто применим метод Delete к непустой папке, в которой есть какие-нибудь файлы или подкаталоги, то приложение нам выбросит ошибку. Поэтому нам надо передать в метод Delete дополнительный параметр булевого типа, который укажет, что папку надо удалять со всем содержимым:

String dirName = @"C:\SomeFolder"; try { DirectoryInfo dirInfo = new DirectoryInfo(dirName); dirInfo.Delete(true); Console.WriteLine("Каталог удален"); } catch (Exception ex) { Console.WriteLine(ex.Message); }

String dirName = @"C:\SomeFolder"; Directory.Delete(dirName, true);

Перемещение каталога

string oldPath = @"C:\SomeFolder"; string newPath = @"C:\SomeDir"; DirectoryInfo dirInfo = new DirectoryInfo(oldPath); if (dirInfo.Exists && Directory.Exists(newPath) == false) { dirInfo.MoveTo(newPath); }

При перемещении надо учитывать, что новый каталог, в который мы хотим перемесить все содержимое старого каталога, не должен существовать.

Для удобства обращения информация в запоминающих устройствах хранится в виде файлов.

Файл – именованная область внешней памяти, выделенная для хранения массива данных. Данные, содержащиеся в файлах, имеют самый разнообразный характер: программы на алгоритмическом или машинном языке; исходные данные для работы программ или результаты выполнения программ; произвольные тексты; графические изображения и т. п.

Каталог (папка , директория ) – именованная совокупность байтов на носителе информации, содержащая название подкаталогов и файлов, используется в файловой системе для упрощения организации файлов.

Файловой системой называется функциональная часть операционной системы, обеспечивающая выполнение операций над файлами. Примерами файловых систем являются FAT (FAT – File Allocation Table, таблица размещения файлов), NTFS, UDF (используется на компакт-дисках).

Существуют три основные версии FAT: FAT12, FAT16 и FAT32. Они отличаются разрядностью записей в дисковой структуре, т.е. количеством бит, отведённых для хранения номера кластера. FAT12 применяется в основном для дискет (до 4 кбайт), FAT16 – для дисков малого объёма, FAT32 – для FLASH-накопителей большой емкости (до 32 Гбайт).

Рассмотрим структуру файловой системы на примере FAT32.

Файловая структура FAT32

Устройства внешней памяти в системе FAT32 имеют не байтовую, а блочную адресацию. Запись информации в устройство внешней памяти осуществляется блоками или секторами.

Сектор – минимальная адресуемая единица хранения информации на внешних запоминающих устройствах. Как правило, размер сектора фиксирован и составляет 512 байт. Для увеличения адресного пространства устройств внешней памяти сектора объединяют в группы, называемые кластерами.

Кластер – объединение нескольких секторов, которое может рассматриваться как самостоятельная единица, обладающая определёнными свойствами. Основным свойством кластера является его размер, измеряемый в количестве секторов или количестве байт.

Файловая система FAT32 имеет следующую структуру.

Нумерация кластеров, используемых для записи файлов, ведется с 2. Как правило, кластер №2 используется корневым каталогом, а начиная с кластера №3 хранится массив данных. Сектора, используемые для хранения информации, представленной выше корневого каталога, в кластеры не объединяются.
Минимальный размер файла, занимаемый на диске, соответствует 1 кластеру.

Загрузочный сектор начинается следующей информацией:

• EB 58 90 – безусловный переход и сигнатура;
• 4D 53 44 4F 53 35 2E 30 MSDOS5.0;
• 00 02 – количество байт в секторе (обычно 512);
• 1 байт – количество секторов в кластере;
• 2 байта – количество резервных секторов.

Кроме того, загрузочный сектор содержит следующую важную информацию:

• 0x10 (1 байт) – количество таблиц FAT (обычно 2);
• 0x20 (4 байта) – количество секторов на диске;
• 0x2С (4 байта) – номер кластера корневого каталога;
• 0x47 (11 байт) – метка тома;
• 0x1FE (2 байта) – сигнатура загрузочного сектора (55 AA ).

Сектор информации файловой системы содержит:

• 0x00 (4 байта) – сигнатура (52 52 61 41 );
• 0x1E4 (4 байта) – сигнатура (72 72 41 61 );
• 0x1E8 (4 байта) – количество свободных кластеров, -1 если не известно;
• 0x1EС (4 байта) – номер последнего записанного кластера;
• 0x1FE (2 байта) – сигнатура (55 AA ).

Таблица FAT содержит информацию о состоянии каждого кластера на диске. Младшие 2 байт таблицы FAT хранят F8 FF FF 0F FF FF FF FF (что соответствует состоянию кластеров 0 и 1, физически отсутствующих). Далее состояние каждого кластера содержит номер кластера, в котором продолжается текущий файл или следующую информацию:

• 00 00 00 00 – кластер свободен;
• FF FF FF 0F – конец текущего файла.

• 8 байт – имя файла;
• 3 байта – расширение файла;

Корневой каталог содержит набор 32-битных записей информации о каждом файле, содержащих следующую информацию:

В случае работы с длинными именами файлов (включая русские имена) кодировка имени файла производится в системе кодировки UTF-16. При этого для кодирования каждого символа отводится 2 байта. При этом имя файла записывается в виде следующей структуры:

• 1 байт последовательности;
• 10 байт содержат младшие 5 символов имени файла;
• 1 байт атрибут;
• 1 байт резервный;
• 1 байт – контрольная сумма имени DOS;
• 12 байт содержат младшие 3 символа имени файла;
• 2 байта – номер первого кластера;
• остальные символы длинного имени.

Работа с файлами в языке Си

Для программиста открытый файл представляется как последовательность считываемых или записываемых данных. При открытии файла с ним связывается поток ввода-вывода . Выводимая информация записывается в поток, вводимая информация считывается из потока.

Когда поток открывается для ввода-вывода, он связывается со стандартной структурой типа FILE , которая определена в stdio.h . Структура FILE содержит необходимую информацию о файле.

Открытие файла осуществляется с помощью функции fopen() , которая возвращает указатель на структуру типа FILE , который можно использовать для последующих операций с файлом.

FILE *fopen(name, type);

name – имя открываемого файла (включая путь),
type — указатель на строку символов, определяющих способ доступа к файлу:

• "r" - открыть файл для чтения (файл должен существовать);
• "w" - открыть пустой файл для записи; если файл существует, то его содержимое теряется;
• "a" - открыть файл для записи в конец (для добавления); файл создается, если он не существует;
• "r+" - открыть файл для чтения и записи (файл должен существовать);
• "w+" - открыть пустой файл для чтения и записи; если файл существует, то его содержимое теряется;
• "a+" - открыть файл для чтения и дополнения, если файл не существует, то он создаётся.

Возвращаемое значение — указатель на открытый поток. Если обнаружена ошибка, то возвращается значение NULL .

Функция fclose() закрывает поток или потоки, связанные с открытыми при помощи функции fopen() файлами. Закрываемый поток определяется аргументом функции fclose() .

Возвращаемое значение: значение 0, если поток успешно закрыт; константа EOF , если произошла ошибка.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

#include
int main() {
FILE *fp;
char name = "my.txt" ;
if ((fp = fopen(name, "r" )) == NULL )
{
printf("Не удалось открыть файл" );
getchar();
return 0;
}
// открыть файл удалось
... // требуемые действия над данными
fclose(fp);
getchar();
return 0;
}

Чтение символа из файла :

char fgetc(поток);

Аргументом функции является указатель на поток типа FILE . Функция возвращает код считанного символа. Если достигнут конец файла или возникла ошибка, возвращается константа EOF .

Запись символа в файл :

fputc(символ,поток);

Аргументами функции являются символ и указатель на поток типа FILE . Функция возвращает код считанного символа.

Функции fscanf() и fprintf() аналогичны функциям scanf() и printf() , но работают с файлами данных, и имеют первый аргумент - указатель на файл.

fscanf(поток, "ФорматВвода" , аргументы);