流类库和输入输出(C程序设计(第2版))课件.ppt

1、第九章第九章 流类库和输入流类库和输入/输出输出文件是存储在磁盘、磁带等外部设备上数据集合，每文件是存储在磁盘、磁带等外部设备上数据集合，每一个文件都必须有一个唯一名字。使用文件前必须首先一个文件都必须有一个唯一名字。使用文件前必须首先打开文件，使用后必须关闭文件。对文件的操作时通过打开文件，使用后必须关闭文件。对文件的操作时通过文件流类完成的。文件流类在流与文件之间建立连接，文件流类完成的。文件流类在流与文件之间建立连接，使用这些文件流类必须用使用这些文件流类必须用#include 编译指令将编译指令将fstream.h包含进来包含进来。数据从一个对象到另一个对象的传送被抽象为数据从一个对象

2、到另一个对象的传送被抽象为“流流”。数据的输入。数据的输入/输出就是通过输入输出就是通过输入/输出流来实现输出流来实现的。的。流是一种抽象的概念，负责在数据的产生者和数据流是一种抽象的概念，负责在数据的产生者和数据的使用者之间建立联系，并管理数据的流动。的使用者之间建立联系，并管理数据的流动。第1页，共21页。9.1 C+的基本流类体系的基本流类体系流类体系：流类体系：以抽象类模板以抽象类模板ios为基类，流类模板派生体系见图。整个流为基类，流类模板派生体系见图。整个流类模板体系的类模板体系的标准标准I/O在头文件在头文件中说明，它包含头文件中说明，它包含头文件、和和。而输入输出。而输入输出文

3、件流文件流部分在头文件部分在头文件中说明。中说明。主要输入主要输入/输出流模板层次输出流模板层次 iosstreambufistreamostreamifstreamiostreamofstreamfstream指针指针第2页，共21页。9.2 文件的输入与输出文件的输入与输出 本节中文件指的是磁盘文件。本节中文件指的是磁盘文件。C+根据文件（根据文件（file）内容）内容的数据格式，可分为两类：二进制文件和文本文件。的数据格式，可分为两类：二进制文件和文本文件。文本文文本文件件由字符序列组成，也称由字符序列组成，也称ASCII码文件，在文本文件中存取码文件，在文本文件中存取的最小信息单位为字

4、符（的最小信息单位为字符（character），而），而二进制文件二进制文件中存中存取的最小信息单位为字节（取的最小信息单位为字节（Byte）。）。C+把每一个文件都看成一个有序的字节流，见图把每一个文件都看成一个有序的字节流，见图9.2，每一个文件或者以文件结束符（每一个文件或者以文件结束符（end of file marker）结束，）结束，或者在特定的字节号处结束。或者在特定的字节号处结束。012436578n-1文件结束符文件结束符图图9.2 C+把文件看作有序的把文件看作有序的n个字节的流个字节的流文件的基本概念：文件的基本概念：第3页，共21页。9.2 文件的输入与输出文件的输入与

5、输出当打开一个文件时，该文件就和某个流关联起来了。对文件进行读写实际上当打开一个文件时，该文件就和某个流关联起来了。对文件进行读写实际上受到一个受到一个文件定位指针（文件定位指针（file position pointer）的控制。的控制。输入流的指针也称为读指针，每一次提取操作将从读指针当前所指位置输入流的指针也称为读指针，每一次提取操作将从读指针当前所指位置开始，每次提取操作自动将读指针向文件尾移动。开始，每次提取操作自动将读指针向文件尾移动。输出流指针也称写指针，每一次插入操作将从写指针当前位置开始，每次插输出流指针也称写指针，每一次插入操作将从写指针当前位置开始，每次插入操作自动将写指

6、针向文件尾移动。入操作自动将写指针向文件尾移动。9.2.1 文件的打开与关闭文件的打开与关闭 9.2.2 文本文件的读写文本文件的读写9.2.3 二进制文件的读写二进制文件的读写 9.2.4 文件的随机访问文件的随机访问第4页，共21页。9.2.1 文件的打开与关闭文件的打开与关闭文件使用步骤：文件使用步骤：1说明一个文件流对象，这又被称为内部文件：说明一个文件流对象，这又被称为内部文件：ifstream ifile；/只输入用只输入用ofstream ofile；/只输出用只输出用fstream iofile；/既输入又输出用既输入又输出用 第5页，共21页。2使用文件流对象的成员函数打开一

7、个磁盘文件。这样在文使用文件流对象的成员函数打开一个磁盘文件。这样在文件流对象和磁盘文件名之间建立联系。文件流中说明了三个打件流对象和磁盘文件名之间建立联系。文件流中说明了三个打开文件的成员函数。开文件的成员函数。void ifstream:open(const char*,int=ios:in,int=filebuf:openprot);void ofstream:open(const char*,int=ios:out,int=filebuf:opernprot);void fstream:open(const char*,int,int=filebuf:openprot);第一个参数为要

8、打开的磁盘文件名。第二个参数为打开方式，第一个参数为要打开的磁盘文件名。第二个参数为打开方式，有输入（有输入（in），输出（），输出（out）等，打开方式在）等，打开方式在ios基类中定义为基类中定义为枚举类型。第三个参数为指定打开文件的保护方式，一般取默枚举类型。第三个参数为指定打开文件的保护方式，一般取默认。认。所以第二步可如下进行：所以第二步可如下进行：iofile.open(“myfile.txt”,ios:in|ios:out);第6页，共21页。文件打开方式文件打开方式:是由在是由在ios类中定义的公有枚举成员决定：类中定义的公有枚举成员决定：enum open_mode in=0

9、 x01,out=0 x02,ate=0 x04,app=0 x08,trunc=0 x10,binary=0 x80;第7页，共21页。ios:in ios:in 打开文件进行读操作打开文件进行读操作 ios:out ios:out 打开文件进行写操作打开文件进行写操作 ios:ate ios:ate 打开时文件指针定位到文件尾打开时文件指针定位到文件尾 ios:app ios:app 添加模式，所有增加都在文件尾部进行添加模式，所有增加都在文件尾部进行 ios:trunc ios:trunc 如果文件已经存在则清空源文件如果文件已经存在则清空源文件 ios:nocreate ios:noc

10、reate 如果文件不存在则打开失败如果文件不存在则打开失败 ios:noreplace ios:noreplace 如果文件存在则打开失败如果文件存在则打开失败 ios:binary ios:binary 二进制文件（非文本文件）二进制文件（非文本文件）ModeMode的符号常量可以用位或运算的符号常量可以用位或运算|组合在一起，如：组合在一起，如：ios:in|ios:binary ios:in|ios:binary 只读方只读方式打开二进制文件式打开二进制文件对于对于ifstreamifstream流，流，modemode默认方式是默认方式是ios;inios;in；对于对于ofstre

11、am流，流，mode默认方式是默认方式是ios;out；打开方式解释：Port决定文件的访问方式0 普通文件 2 隐含文件1 只读文件 4 系统文件第8页，共21页。三个文件流类都重载了一个带默认参数的三个文件流类都重载了一个带默认参数的构造函数构造函数，功能与功能与open函数一样：函数一样：ifstream:ifstream(const char*,int=ios:in,int=filebuf:openprot);ofstream:ofstream(const char*,int=ios:out,int=filebuf:openprot);fstream:fstream(const cha

12、r*,int,int=filebuf:operprot);所以所以1，2两步可合成：两步可合成：fstream iofile(”myfile.txt”,ios:in|ios:out);第9页，共21页。打开文件也应该判断是否成功，若成功，文件流对象值打开文件也应该判断是否成功，若成功，文件流对象值为非零值，不成功为为非零值，不成功为0（NULL），），文件流对象值物理上文件流对象值物理上就是指它的地址就是指它的地址。因此打开一个文件完整的程序为：因此打开一个文件完整的程序为：fstream iofile(”myfile.txt”,ios:in|ios:out);if(!iofile)cout”

13、不能打开文件不能打开文件:”myfile.txt”endl;return-1;/失败退回失败退回第10页，共21页。使用使用提取提取和和插入运算符插入运算符对文件进行读写操作，或使对文件进行读写操作，或使用用成员函数成员函数进行读写。进行读写。输出流函数输出流函数：get readPut函数函数 该函数把一个字符写到输出流中。该函数把一个字符写到输出流中。Cout相似，主要的不同点相似，主要的不同点get函数在读取数据时包括空白字符，而函数在读取数据时包括空白字符，而在在默认情况下拒绝接受空白字符。默认情况下拒绝接受空白字符。Write函数函数 该函数把内存中的一块内容写到一个输出文件流中，长

14、度参数指出写的字节数。该函数遇到空字该函数把内存中的一块内容写到一个输出文件流中，长度参数指出写的字节数。该函数遇到空字符时并不停止，因而能够写入完整的类结构，该函数带符时并不停止，因而能够写入完整的类结构，该函数带2个参数，一个个参数，一个char型指针（指向内存数据的起始地型指针（指向内存数据的起始地址）和一个所写的字节数。址）和一个所写的字节数。注意在该结构的对象地址之前要注意在该结构的对象地址之前要char做强制类型转换。做强制类型转换。read函数函数 该函数从一个文件读字节到一个指定的存储器区域，由长度参数确定要读的字节数。该函数从一个文件读字节到一个指定的存储器区域，由长度参数确

15、定要读的字节数。虽然给出长度参数，但当遇到文件结束或者在文本模式文件中遇到文件结束标记时读结束。虽然给出长度参数，但当遇到文件结束或者在文本模式文件中遇到文件结束标记时读结束。第11页，共21页。关闭文件。三个文件流类各有一个关闭关闭文件。三个文件流类各有一个关闭文件的成员函数文件的成员函数:void ifstream:close();void ofstream:close();void fstream:close();使用很方便，如：使用很方便，如：iofile.close();第12页，共21页。关闭文件时，系统把该文件相关联的文件缓冲区中的关闭文件时，系统把该文件相关联的文件缓冲区中的数

16、据写到文件中，保证文件的完整，收回与该文件相关数据写到文件中，保证文件的完整，收回与该文件相关的内存空间，可供再分配，把磁盘文件名与文件流对象的内存空间，可供再分配，把磁盘文件名与文件流对象之间的关联断开，可防止误操作修改了磁盘文件。如又之间的关联断开，可防止误操作修改了磁盘文件。如又要对文件操作必须重新打开。要对文件操作必须重新打开。关闭文件并没有取消文件流对象，该文件流对象又关闭文件并没有取消文件流对象，该文件流对象又可与其他磁盘文件建立联系。文件流对象在程序结束可与其他磁盘文件建立联系。文件流对象在程序结束时，或它的生命期结束时，由析构函数撤消。它同时时，或它的生命期结束时，由析构函数撤

17、消。它同时释放内部分配的预留缓冲区。释放内部分配的预留缓冲区。第13页，共21页。例1 分析以下程序的运行结果，对文本文件的读写直接使用插入运算符 和提取运算符#include#include int main()ofstream ofile(“test”);/打开打开test文件用于写文件用于写,即输出即输出 ofile.open()if(!ofile)cout test文件不能打开文件不能打开 endl;return 0;ofile This book is C+12345 endl;ofile.close();ifstream ifile(test);/打开打开test文件用于读文件用于

18、读,即输入即输入 if(!ifile)cout test文件不能打开文件不能打开 str;/与与get不同，不同，遇到空格时结束遇到空格时结束 ifile.close();cout str endl;return 1;9.2.2 文本文件的读写文本文件的读写第14页，共21页。int main()char ch;ifstream sfile(d:1.cpp);ofstream dfile(“d:2.cpp);/只能创建文件，不能建立子目录，如路径不存在则失败只能创建文件，不能建立子目录，如路径不存在则失败 if(!sfile)cout不能打开源文件不能打开源文件:d:1.cppendl;ret

19、urn-1;if(!dfile)cout不能打开目标文件不能打开目标文件:“d:2.cppch)dfilech;sfile.close();/如没有这两个关闭函数如没有这两个关闭函数,析构函数也可关闭析构函数也可关闭 dfile.close();return 0;例2 分析以下程序的运行结果，第15页，共21页。例3 编写一个程序，将文本文件abc.txt复制到文本文件xyz.txt解：使用输入流成员函数get()从文本文件abc.txt中读取一个字符ch，然后使用输出流成员函数put()将字符ch写入文本文件xyz.txt中，继续这一过程直到get()读完为止。程序如下：#include#i

20、nclude int main()ifstream ifile(abc.txt);if(!ifile)cout abc.txt文件不能打开文件不能打开 endl;return 0;ofstream ofile(xyz.txt);if(!ofile)cout xyz.txt文件不能打开文件不能打开 endl;return 0;char ch;while(ifile.get(ch)ofile.put(ch);ifile.close();ofile.close();return 1;第16页，共21页。例例4 编写一个程序建立一个输出文件流，并将一个编写一个程序建立一个输出文件流，并将一个Date结

21、构体变量的二结构体变量的二进制值写到该文件中。进制值写到该文件中。解：对二进制文件的读写可以采用解：对二进制文件的读写可以采用2种方法，一种是使用种方法，一种是使用get（）、（）、put（），（），另一种是使用另一种是使用read（）和（）和write（），定义一个结构体（），定义一个结构体Date变量变量dt并初始化，并初始化，通过通过write语句将其写入到文件语句将其写入到文件data.dat中。程序如下：中。程序如下：#include struct Date int mo,da,yr;void main()Date dt=2,20,2001;ofstream ofile(data.d

22、at,ios:binary);ofile.write(char*)&dt,sizeof(dt);ofile.close();9.2.3 二进制文件的读写二进制文件的读写第17页，共21页。每一个文件都有两个指针，一个是读指针，指示输入操作当前在文件中的位每一个文件都有两个指针，一个是读指针，指示输入操作当前在文件中的位置；另一个是写指针，指示下次写操作的当前位置。置；另一个是写指针，指示下次写操作的当前位置。C+语言的文件不仅可语言的文件不仅可以按这种顺序方式进行读以按这种顺序方式进行读/写，而且可以随机地移动文件的读写指针。写，而且可以随机地移动文件的读写指针。（1）输出流随机访问函数。）输

23、出流随机访问函数。一个输出文件流保存一个内部指针以指出下一次写数据的位置。输出流随机访一个输出文件流保存一个内部指针以指出下一次写数据的位置。输出流随机访问函数有问函数有seekp（下一次写数据的位置）和（下一次写数据的位置）和tellp返回返回seekp()函数指针值。函数指针值。seekp(偏移量，参照位置偏移量，参照位置)beg=0,/文件开头文件开头 cur=1,/文件指针的当前位置文件指针的当前位置 end=2/文件结尾文件结尾 偏移量：被定义为偏移量：被定义为long型，以字节数为单位。型，以字节数为单位。9.2.4 文件的随机读写文件的随机读写第18页，共21页。（2）输入流随机

24、访问函数。）输入流随机访问函数。在输入流文件中，保留着一个指向文件中下一个将要读数据的位置的内部指针，可在输入流文件中，保留着一个指向文件中下一个将要读数据的位置的内部指针，可以用以用seekg（来设置这个指针）和（来设置这个指针）和tellg（返回当前文件读指针的位置）（返回当前文件读指针的位置）。seekg(偏移量，参照位置偏移量，参照位置)beg=0,/文件开头文件开头 cur=1,/文件指针的当前位置文件指针的当前位置 end=2/文件结尾文件结尾 偏移量：被定义为偏移量：被定义为long型，以字节数为单位。型，以字节数为单位。使用使用seekg可以实现面向记录的数据管理系统，用固定长

25、度的记录大小乘以记录号可以实现面向记录的数据管理系统，用固定长度的记录大小乘以记录号便得到相对于文件头的字节位置，然后使用便得到相对于文件头的字节位置，然后使用get读这个记录。读这个记录。第19页，共21页。例例5 编写一个程序，在文件编写一个程序，在文件city.dat中输入几个城市的名字和区号，并根据用户输入中输入几个城市的名字和区号，并根据用户输入的区号查找对应的城市。的区号查找对应的城市。解：设计一个解：设计一个City类，用于数据处理。以读写方式打开文件类，用于数据处理。以读写方式打开文件City.dat，在其中写入几个城市数据，然后将读指针移到文，在其中写入几个城市数据，然后将读

26、指针移到文件头，依次查找用户输入的区号，找到后显示。程序如下：件头，依次查找用户输入的区号，找到后显示。程序如下：第20页，共21页。例例6 编写一个程序，在二进制文件编写一个程序，在二进制文件data.dat中写入中写入3条记录，显示其内容；然后删除第条记录，显示其内容；然后删除第2条记录，并显示条记录，并显示删除记录后的文件内容。删除记录后的文件内容。解：解：C+不能直接删除文件中的记录，采用的方法是，先将记录读入到结构数组不能直接删除文件中的记录，采用的方法是，先将记录读入到结构数组stud中，然后再重写入到中，然后再重写入到data.dat文件中，这时不写要删除的内容。程序如下：文件中，这时不写要删除的内容。程序如下：第21页，共21页。