《Visual C++ 6.0程序設(shè)計》課件第4章

第4章文件操作4.1文件的基本概念4.2順序文件操作4.3隨機文件操作4.4二進制文件操作思考題

4.1文件的基本概念

在前面的程序中，所處理的數(shù)據(jù)都是直接寫在程序中，或在程序運行時通過鍵盤輸入的，程序處理的結(jié)果由屏幕輸出。當程序需要處理大量的數(shù)據(jù)時，就不可能采用這種方法。程序中的數(shù)據(jù)在運行結(jié)束后就會從內(nèi)存中消失，再次運行程序時不會出現(xiàn)，因此有必要將這些數(shù)據(jù)通過文件的形式保存起來。下面將主要講述文件的基本概念。4.1.1文件與流的概念

文件是存儲在外部介質(zhì)上的用文件名標識的數(shù)據(jù)的集合。其中外部介質(zhì)主要是硬盤，也可以是光盤、優(yōu)盤、軟盤等。通常情況下，大量的數(shù)據(jù)都是以文件的形式存放的，每個操作系統(tǒng)都提供相應的文件系統(tǒng)來對文件進行存取。每個文件應有一個包含設(shè)備和路徑信息的文件名。

文件只與信息的輸入和輸出操作相關(guān)，而這些輸入和輸出是串行序列形式，于是人們將文件的概念抽象為“流”。流是程序設(shè)計對I/O系統(tǒng)中文件的抽象。流具有方向性，分為輸入流和輸出流，并分別稱為源和匯。前面章節(jié)中已經(jīng)使用的cin和cout就是流對象，分別稱為標準輸入流對象和標準輸出流對象，“<<”和“>>”表示數(shù)據(jù)流動的方向。對文件進行輸入輸出操作，必須通過“打開文件”的操作將一個文件和一個流聯(lián)系起來，也就是構(gòu)造輸入輸出文件流對象。一旦建立了聯(lián)系，以后對該流的訪問就是對該文件的訪問，也是對一個具體設(shè)備的訪問?？梢酝ㄟ^“關(guān)閉文件”的操作斷開它們之間的聯(lián)系。4.1.2文件及其結(jié)構(gòu)

一個文件通常是由若干個記錄組成的，而一個記錄中往往又包含了若干個數(shù)據(jù)項。

1．記錄

記錄是電腦處理數(shù)據(jù)的基本單位，它由若干個相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)項組成，數(shù)據(jù)項是文件中最基本的不可分的數(shù)據(jù)單位。記錄一般具有相同的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)。例如：進行通訊錄管理時，每個人的信息組成一個記錄，該記錄由序號、姓名、性別、生日、電話、郵箱等數(shù)據(jù)項組成，如下所示。

文件在保存時通常有一個或多個數(shù)據(jù)項作為關(guān)鍵字，它必須能區(qū)分該記錄和其他記錄，比如可以將序號定義為關(guān)鍵字，因為每個人的序號不同，也可以將姓名定義成關(guān)鍵字，但性別卻不能作為關(guān)鍵字。

2．文件的種類

根據(jù)文件中數(shù)據(jù)的組織方式，文件可以分為文本文件和二進制文件。文本以字節(jié)為單位，每個字節(jié)對應一個ASCII碼，表示一個字符，也稱字符文件，在輸入輸出過程中系統(tǒng)要對內(nèi)外存數(shù)據(jù)格式進行相應轉(zhuǎn)換。而二進制文件以字位為單位，實際上是由0和1組成的序列，輸入輸出過程中系統(tǒng)不對數(shù)據(jù)格式進行轉(zhuǎn)換。

根據(jù)文件的讀寫方式，可以將文件分為順序文件和隨機文件。

4.2順序文件操作

順序文件的各個記錄順序地存放在外部介質(zhì)的連續(xù)區(qū)域。對于順序文件的操作通常有三個步驟：打開文件、讀寫文件、關(guān)閉文件。

4.2.1順序文件的打開和關(guān)閉

在使用順序文件之前，必須進行打開文件操作，在使用完一個文件后，也必須進行關(guān)閉文件操作。

1．順序文件的打開

為了對順序文件進行讀寫操作，必須首先打開文件，讀寫操作完成后再關(guān)閉。文件的打開方式有3種，分別通過使用ifstream類、ofstream類、fstream類成員函數(shù)來實現(xiàn)。

(1)?ifstream類：支持從本流類(對象)所對應的磁盤文件中讀入數(shù)據(jù)。

(2)?ofstream類：支持從本流類(對象)所對應的磁盤文件中寫出數(shù)據(jù)。

(3)?fstream類：支持從本流類(對象)所對應的磁盤文件中讀入和寫出數(shù)據(jù)的雙向操作。

定義ifstream類的對象，其一般形式為：

ifstream<對象名>;

<對象名>.open(“<文件名>”);

為了書寫簡便，可以將上面兩條語句合并寫成：ifstream<對象名>(“<文件名>”);

定義ofstream類的對象，其一般形式為：

ofstream<對象名>;

<對象名>.open(“<文件名>”)；

同樣，可以將上面兩條語句合并寫成：ofstream<對象名>(“<文件名>”);

定義fstream類的對象，其一般形式為：

fstream<對象名>;

<對象名>.open(“<文件名>”,<模式>)；同樣，可以將上面兩條語句合并寫成：fstream<對象名>(“<文件名>”,<模式>);

open函數(shù)原型：

voidopen(constchar*filename,intfilemode,intprot=filebuf::openprot);

(1)?open：關(guān)鍵字，表示將指定的文件按某種方式打開。

(2)?filename：即文件名，指定要打開的文件的文件名，包括路徑。

(3)?filemode：即訪問模式，文件的訪問模式如表4-1所示。表4-1文件的訪問模式

filemode可以缺省，當文件流為輸入文件流時，其缺省值為in；為輸出文件流時，其缺省值為out。如果需要，可以用位運算符進行組合來表示所需的訪問模式。例如：

ios::in|ios::out//以可讀可寫的方式打開文件

(4)prot：指定打開文件的保護方式，它與具體的操作系統(tǒng)有關(guān)，一般用缺省值“filebuf::openprot”表示DOS兼容的方式。

例如：

如果要打開“D:\VC++程序設(shè)計\第4章”目錄下的一個文件名為“file1.txt”的文件，向文件寫入數(shù)據(jù)，則命令應寫為：

fstreamoutfile1; //定義文件流類fstream的一個對象outfile1

outfile1.open(“D:\VC++程序設(shè)計\第4章\file1.txt”,ios::out);

//調(diào)用該對象的open函數(shù)打開并寫文件“file1.txt”

2．順序文件的關(guān)閉

文件操作完成后必須及時關(guān)閉，關(guān)閉操作可以將內(nèi)存中尚未寫入文件的數(shù)據(jù)寫入文件，并切斷與內(nèi)存的聯(lián)系。

關(guān)閉流類的對象，其一般形式為：

<對象名>.close();

close函數(shù)原型：

voidclose()

例如：

如果要關(guān)閉上面的“file1.txt”的文件，則命令應寫為：

outfile1.close();//關(guān)閉已打開的outfile1流對象4.2.2文件的讀寫

打開順序文件后，就可以對文件進行讀寫操作了。下面分別介紹文件的寫操作和讀操作。

1．寫操作

順序文件的寫操作是指寫入文件的數(shù)據(jù)在文件中的存放位置是連續(xù)的。

將數(shù)據(jù)寫入順序文件所用的命令是：put()函數(shù)以及插入符“<<”。

put()函數(shù)的一般形式為：

put(charch);

put()函數(shù)用來將字符變量ch中存放的字符寫到輸出文件中，即向文件中寫入一個字符。

【例4-1】

利用put()函數(shù)將字符串“Thisisanexampleoftheuseoffunctionput().”順序?qū)懭胛募?/p>

程序如下：

#include“stdafx.h”

#include<fstream.h>//fstream類頭文件

#include<iostream.h>

intmain(intargc,char*argv[])

{

char*str=“Thisisanexampleoftheuseoffunctionput().”;

ofstreamoutfile2;

//定義文件流類fstream的一個對象outfile2

outfile2.open(“text1.txt”,ios::out);

//在當前路徑下建立并打開文件"text1.txt"

if(!outfile2) //判斷該文件是否打開 {

cout<<''text1.txtopenerror！''<<endl;

return0;

}

for(inti=0;str[i]!='\0';i++)

outfile2.put(str[i]);

//利用put函數(shù)把數(shù)據(jù)順序?qū)懭胛募?/p>

outfile2.close(); //不要忘記文件使用結(jié)束后要及時關(guān)閉

return0;

}

程序運行后，在當前路徑上建立了一個名為“text1.txt”的文本文件。程序運行過程中，執(zhí)行到outfile2.open("text1.txt",ios::out);語句，如果磁盤上沒有文本文件“text1.txt”，系統(tǒng)就會自動新建一個文本文件“text1.txt”，如果磁盤上已有文本文件"text1.txt"，則會覆蓋原來的文件。用寫字板打開“text1.txt”，如圖4-1所示。圖4-1文本文件"text1.txt"

2．讀操作

對于一個已經(jīng)建立好的順序文件，可以通過讀操作從文件的讀寫位置開始依次順序讀取數(shù)據(jù)。

讀順序文件所用的命令是：get()函數(shù)和getline()函數(shù)以及提取符“>>”。

1)?get()函數(shù)

get()函數(shù)的一般形式為：

get(char&ch);

get()函數(shù)用來從文件中讀取一個字符。

2)?getline()函數(shù)

getline()函數(shù)的一般形式為：

getline(char*pch,intcount，chardelim=?‘\n’);

getline()函數(shù)用來從文件中讀取多個字符，其中字符的個數(shù)由count指定，delim是讀取字符時指定的結(jié)束符。

下面的例題分別使用get()函數(shù)和getline()函數(shù)進行文本文件的讀操作，請注意比較這兩個函數(shù)的異同。

【例4-2】

分別利用get()函數(shù)和getline()函數(shù)讀出例4-1生成的順序文件“text1.txt”。

方法1：利用get()函數(shù)讀操作。

程序如下：

#include''stdafx.h''

#include<fstream.h> //fstream類頭文件

#include<iostream.h>

intmain(intargc,char*argv[])

{

charstr[100];

inti=0;

ifstreaminfile1; //定義文件流類fstream的一個對象infile1

infile1.open("text1.txt",ios::in);

//在當前路徑下打開并讀文件“text1.txt”，如果該路徑下沒有該文件可在文件名前加上適當?shù)穆窂矫?，也可將?_1生成的“text1.txt”復制到當前路徑下

if(!infile1) //判斷該文件是否打開

{

cout<<“text1.txt文件沒有打開！”<<endl;

return0;

}

//比較標記開始

while(infile1)

{

infile1.get(str[i]); //利用get函數(shù)從順序文件讀取數(shù)據(jù)

i++;

} str[i]='\0'; //將字符串尾符‘\0’作為串結(jié)束標志

//比較標記結(jié)束

infile1.close();

cout<<str<<endl; //輸出所讀入的內(nèi)容

return0;

}

程序運行結(jié)果如圖4-2所示。圖4-2讀順序文件運行結(jié)果方法2：利用getline()函數(shù)讀操作。

該函數(shù)的使用只需將上面的程序中從“//比較標記開始”到“//比較標記結(jié)束”的語句改為如下語句，程序的運行結(jié)果和上面的程序完全相同。

程序如下：

while(infile1)

{

infile1.getline(str,sizeof(str),'0'); //讀取整個文件

cout<<str; //輸出所讀取的內(nèi)容

} 利用getline()函數(shù)不僅可以從文件讀數(shù)據(jù)，也可以從鍵盤輸入讀數(shù)據(jù)。下面的例題介紹如何通過鍵盤輸入讀取數(shù)據(jù)。

【例4-3】

利用getline()函數(shù)從鍵盤讀入3行數(shù)據(jù)，顯示在屏幕上，并將這3行數(shù)據(jù)寫入文件“text2.txt”。

程序如下：

#include"stdafx.h"

#include<fstream.h>//fstream類頭文件

#include<iostream.h>

intmain(intargc,char*argv[])

{

ofstreamfile1;//定義文件流類fstream的一個對象file1

file1.open(“text2.txt”,ios::out);

if(!file1)

{

cout<<“text2.txtopenerror！”<<endl;

return0;

}

chars[3][100];

cout<<“輸入3行數(shù)據(jù):”<<endl;

for(inti=0;i<3;i++)

cin.getline(s[i],100,‘\n’);//每次從鍵盤輸入一行

cout<<“----------------------------------”<<endl;//分隔輸入和輸出的內(nèi)容

for(i=0;i<3;i++)

{ cout<<s[i]<<endl;//輸出所讀取的內(nèi)容

file1<<s[i]<<endl;//寫入文件text2.txt

}

file1.close();//不要忘記文件使用結(jié)束后要及時關(guān)閉

return0;

}

程序運行結(jié)果如圖4-3所示。圖4-3利用getline()函數(shù)從鍵盤讀運行結(jié)果

【例4-4】編寫一個程序，用來拼接兩個順序文件的內(nèi)容，其結(jié)果保存到第一個文件中。

提示：先將例4-1生成的“text1.txt”和例4-3生成的“text2.txt”復制到當前路徑下，運行程序后兩個文件的內(nèi)容就保存在“text1.txt”中。

程序如下：

#include“stdafx.h”

#include<fstream.h>

#include<iostream.h>

#include<stdlib.h>

#include<stdio.h>

intmain(intargc,char*argv[])

{ charstr[100];

inti=0,file1Length=0,file2Length=0;

fstreamfile1;//定義文件流類fstream的一個對象file1

file1.open("text1.txt",ios::app);

if(!file1)//判斷該文件是否打開

{

cout<<"text1.txt文件沒有打開！"<<endl;

exit(0);

}

ifstreamfile2;//定義文件流類ifstream的一個對象file2

file2.open("text2.txt",ios::in);

if(!file2)//判斷該文件是否打開

{ cout<<"text2.txt文件沒有打開！"<<endl;

exit(0);

}

while(file2)

{

file2.get(str[i]);

i++;

}

str[i]='\0';//將字符串尾符'\0'作為串結(jié)束標志

for(i=0;str[i]!='\0';i++)

file1.put(str[i]);//利用put函數(shù)把數(shù)據(jù)順序?qū)懭胛募?/p>

file1.close();

file2.close();

return0;

}程序運行一次后，在當前目錄下再打開“text1.txt”，其結(jié)果如圖4-4所示。圖4-4"text1.txt"內(nèi)容顯示在上面的這個例題中，文件名是在程序中設(shè)定的，不具有通用性。為了在程序運行時根據(jù)需要進行輸入，可以將文件名作為程序的參數(shù)，由命令行參數(shù)來提供。

【例4-5】

將一個文件的內(nèi)容備份到另一個文件，源文件名和備份文件名由命令行參數(shù)提供。

程序如下：

#include"stdafx.h"

#include<fstream.h>

constintMAX=20;//定義文件最大長度

intmain(intargc,char*argv[])

{

if(argc!=3)

{

cout<<"參數(shù)個數(shù)不正確"<<endl;

return0;

}

charstr[20]; ifstreaminfile(argv[1]);//源文件名

if(!infile)//判斷源文件是否打開

{

cout<<"源文件沒有打開！"<<endl;

return0;

}

ofstreamoutfile(argv[2]);//備份文件名

if(!outfile)//判斷備份文件是否打開

{

cout<<"備份文件沒有打開！"<<endl;

return0;

}

while(infile)

{

infile.getline(str,sizeof(infile),'\0');

outfile<<str<<endl;

}

return0;

}該程序文件名為“Chap4_5.cpp”，編寫完成后，選擇“編譯/編譯Chap4_5.cpp”命令編譯程序，在輸出窗口得到“Chap4_5.exe-0error(s),0warning(s)”后，再選擇“編譯/構(gòu)件Chap4_5.exe”命令生成可執(zhí)行文件“Chap4_5.exe”(文件的路徑為“D:\VC++程序設(shè)計\第4章\Chap4_5\Debug\Chap4_5.exe”)，它的功能類似于DOS中的copy命令，使用方法也相同。在Windows命令提示符里(如圖4-5所示)輸入如下格式的命令：

程序文件名源程序文件名備份文件名

例如：將文件“d:\text1.txt”復制為文件“d:\text1.bak”，具體操作是在命令提示符后

輸入：

Chap4_5d:\.text1.txtd:\text1.bak圖4-5在命令提示符里運行Chap4_5

4.3隨機文件操作

隨機文件的讀寫操作是非順序的(即隨機的)，以隨機的方式訪問文件時，文件的記錄為定長格式，即每條記錄的長度都是相同的。這樣在讀寫磁盤文件的某一數(shù)據(jù)前無需讀寫前面的數(shù)據(jù)，從而大大提高了存取速度。

在以隨機的方式讀寫文件時，同樣要首先打開文件，讀寫操作完成后再關(guān)閉，其所用函數(shù)和順序方式所用的函數(shù)相同。

為了方便文本文件和二進制文件的隨機讀寫，VisualC++提供了設(shè)置寫入和讀取文件的讀寫指針位置函數(shù)。文件設(shè)置讀寫指針位置函數(shù)可以將文件指針移動到指定的位置。4.3.1隨機寫

對于文件的寫操作，ostream提供了seekp()函數(shù)，它有絕對偏移指針設(shè)置函數(shù)和相對偏移指針設(shè)置函數(shù)兩種形式。

1．絕對偏移指針設(shè)置函數(shù)

絕對偏移指針設(shè)置函數(shù)的一般形式為：

ostream&seekp(longpos);

該函數(shù)的作用是將寫入數(shù)據(jù)的開始位置定位于距文件首某個指定字節(jié)長度的地方。其中，pos是距文件首的絕對偏移量，即文件指針的絕對位置。

例如：在一個已經(jīng)打開的數(shù)據(jù)文件指針距文件首10個字節(jié)的地方寫數(shù)據(jù)，可以寫成：

outfile.seekp(10);//該文件ostream流類對象名為outfile

2．相對偏移指針設(shè)置函數(shù)

相對偏移指針設(shè)置函數(shù)的一般形式為：

ostream&seekp(longoff,ios::seek_dirdir);

該函數(shù)的作用是將寫入數(shù)據(jù)的開始位置定位于相對于文件某個位置指定字節(jié)長度的地方。其中，off是距文件某個位置的相對偏移量，即文件指針的相對位置；ios::seek_dirdir用來指定偏移類型，偏移類型如表4-2所示。表4-2偏移類型例如：在一個已經(jīng)打開的數(shù)據(jù)文件指針距當前位置10個字節(jié)的地方寫數(shù)據(jù)，可以寫成：

file1.seekp(10,ios::cur);//該文件ostream流類對象名為file1

【例4-6】

利用seekp()函數(shù)將字母a～z組成的字符串間隔的寫入數(shù)據(jù)文件“字母表.dat”中，相應的偏移量依次為0，3，6，9，…。

程序如下：

#include"stdafx.h"

#include<iostream.h>

#include<fstream.h>

intmain(intargc,char*argv[])

{

charch='a';

charstr[26];//定義表示26個字母的字符串

for(inti=0;i<26;i++)

{

str[i]=ch+i;

cout<<str[i];

}

cout<<endl;

ofstreamfile1("字母表.dat");//打開并新建或?qū)懳募?/p>

if(!file1)//判斷該文件是否打開

{

cout<<"字母表文件沒有打開！"<<endl;

return0;

}

for(i=0;i<26;i++)

{ file1.seekp(3*i); //定位

file1.put(str[i]); //寫數(shù)據(jù)

}

file1.close();//關(guān)閉文件

return0;

}

程序運行結(jié)果如圖4-6所示。

程序運行后生成文件“字母表.dat”的內(nèi)容用記事本方式打開，如圖4-7所示。

程序運行后生成文件“字母表.dat”的內(nèi)容用VisualC++程序打開，效果如圖4-8所示。圖4-6隨機寫舉例運行結(jié)果圖4-7在記事本里打開“字母表.dat”文件內(nèi)容圖4-8在VisualC++里的“字母表.dat”文件內(nèi)容從圖4-8中可以看出，寫入的字母之間相隔2個字節(jié)。小寫字母“a”的ASCII碼用十六進制表示為61，后面字母依次加1，其中間隔中未寫入的地方為00。4.3.2隨機讀

對于文件的讀操作，istream提供了seekg()函數(shù)，它有絕對偏移指針設(shè)置函數(shù)和相對偏移指針設(shè)置函數(shù)兩種形式。

1．絕對偏移指針設(shè)置函數(shù)

絕對偏移指針設(shè)置函數(shù)的一般形式為：

istream&seekg(longpos);

該函數(shù)的作用是用來設(shè)置讀取數(shù)據(jù)的開始位置。其中，pos是距文件首的絕對偏移量，即文件指針的絕對位置。

例如：在一個已經(jīng)打開的數(shù)據(jù)文件指針距文件首20個字節(jié)的地方開始讀數(shù)據(jù)，可以寫成：

file2.seekp(20);//該文件istream流類對象名為file2

2．相對偏移指針設(shè)置函數(shù)

相對偏移指針設(shè)置函數(shù)的一般形式為：

ostream&seekp(longoff,ios::seek_dirdir);

該函數(shù)的作用是將讀取數(shù)據(jù)的開始位置定位于相對于文件某個位置指定字節(jié)長度的地方。其中，off是距文件某個位置的相對偏移量，即文件指針的相對位置。ios::seek_dirdir用來指定偏移類型，偏移類型見表4-2。

例如：在一個已經(jīng)打開的數(shù)據(jù)文件指針距當前位置30個字節(jié)的地方讀取數(shù)據(jù)，可以寫成：

File2.seekp(30,ios::cur);//該文件istream流類對象名為file2

【例4-7】

利用seekg()函數(shù)將例4-6生成的“字母表.dat”數(shù)據(jù)文件的內(nèi)容逆序輸出，即實現(xiàn)文件的倒讀功能。

程序如下：

#include“stdafx.h”

#include<iostream.h>

#include<fstream.h>

intmain(intargc,char*argv[])

{

inti=0,len=0;//len表示文件長度

charstr[100];

ifstreamfile2("字母表.dat");//打開并新建或?qū)懳募?/p>

if(!file2)//判斷該文件是否打開

{ cout<<"文件沒有打開！"<<endl;

return0;

}

while(file2>>str[i])//求出文件長度

{

len++;

}

cout<<"文件長度為："<<len<<endl;

cout<<"文件倒讀為：";

file2.close();//關(guān)閉文件

file2.open("字母表.dat",ios::ate);//打開文件并將指針指定到文件尾

while(i<len)

{ file2.seekg(-i-1,ios::end);

//設(shè)定相對于文件尾的偏移量(負數(shù))

file2.get(str[i]);//讀取數(shù)據(jù)

cout<<str[i];//輸出數(shù)據(jù)

i++;

}

file2.close();//關(guān)閉文件

cout<<endl;

return0;

}

程序運行結(jié)果如圖4-9所示。圖4-9隨機讀舉例運行結(jié)果

4.4二進制文件操作

前面已經(jīng)講過按文本方式讀寫文件，下面介紹按二進制方式讀寫文件。

與按文本方式讀寫不同，按二進制方式讀寫文件有VisualC++語言提供的專門函數(shù)，即write()函數(shù)和read()函數(shù)。

write()函數(shù)的一般形式為：

write(constchar*pch,intcount);

write()函數(shù)用來向二進制文件中寫入多個字符，其中字符的個數(shù)由count指定。

read()函數(shù)的一般形式為：

read(constchar*pch,intcount);

read()函數(shù)用來從二進制文件中讀取多個字符，其中字符的個數(shù)由count指定。

需要注意的是：打開二進制文件時，要在open()函數(shù)中將訪問模式設(shè)置為ios::binary。

采用二進制方式讀寫文件的優(yōu)點是便于對數(shù)據(jù)進行隨機訪問，存取效率高；可以對文件進行壓縮處理，存儲密度大；數(shù)據(jù)文件便于保密等。它的缺點是兼容性低，不可利用文字處理程序進行閱讀或編輯修改等。因此通常將純文本信息以文本文件方式存儲，而將數(shù)值信息以二進制方式存儲。

【例4-8】

利用write()函數(shù)把數(shù)據(jù)寫入二進制文件。程序如下：

#include"stdafx.h"

#include<iostream.h>

#include<fstream.h>

intmain(intargc,char*argv[])

{

inta[10]={0};//定義數(shù)組

for(inti=0;i<9;i++)

{

a[i+1]=a[i]*10+i+1;

cout<<a[i]<<endl;

}

cout<<"----------------------------------------"<<endl; ofstreamouttxt("ot.txt");//打開text