C++（20）： 文件输入输出库 —— ＜fstream＞

目录

一、 的核心功能

二、核心类及功能

三、核心操作示例

1. 文本文件写入（ofstream）

2. 文本文件读取（ifstream）

3. 二进制文件操作（fstream）

四、文件打开模式

五、文件指针操作

六、错误处理技巧

七、实际应用场景

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一、<fstream> 的核心功能

  <fstream> 是 C++ 标准库中处理文件输入输出的关键组件，提供以下核心功能：

        文本/二进制文件读写、文件流状态管理、文件指针定位、多种文件打开模式控制

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二、核心类及功能

类名	继承关系	功能描述	典型用途
ofstream	继承自 ostream	输出文件流（写操作）	创建/覆盖文件内容
ifstream	继承自 istream	输入文件流（读操作）	读取文件内容
fstream	继承自 iostream	双向文件流（读写操作）	同时读写文件

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三、核心操作示例

1. 文本文件写入（ofstream）

#include <fstream>int main() {std::ofstream outFile("data.txt");  // 自动打开文件if (outFile) {  // 检查是否打开成功outFile << "Line 1: 文本内容\n";    // 写入字符串outFile << "Line 2: " << 42 << "\n"; // 写入混合数据outFile << 3.14 << "\n";            // 写入浮点数} else {std::cerr << "文件打开失败！";}// 文件会在对象销毁时自动关闭return 0;
}

生成文件内容：

Line 1: 文本内容
Line 2: 42
3.14

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2. 文本文件读取（ifstream）

#include <fstream>
#include <iostream>int main() {std::ifstream inFile("data.txt");if (inFile.is_open()) {std::string line;while (std::getline(inFile, line)) {  // 逐行读取std::cout << "读取内容: " << line << "\n";}} else {std::cerr << "文件不存在！";}return 0;
}

输出结果：

读取内容: Line 1: 文本内容
读取内容: Line 2: 42
读取内容: 3.14

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3. 二进制文件操作（fstream）

#include <fstream>
#include <iostream>struct DataPacket {int id;double value;char tag[20];
};int main() {// 写入二进制数据DataPacket data{1001, 3.1415926, "binary"};std::ofstream binOut("data.bin", std::ios::binary);binOut.write(reinterpret_cast<char*>(&data), sizeof(data));// 读取二进制数据DataPacket loaded;std::ifstream binIn("data.bin", std::ios::binary);binIn.read(reinterpret_cast<char*>(&loaded), sizeof(loaded));std::cout << "ID: " << loaded.id << "\nValue: " << loaded.value << "\nTag: " << loaded.tag;return 0;
}

输出结果：

ID: 1001
Value: 3.14159
Tag: binary

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四、文件打开模式

通过位或操作符 | 组合使用多种模式：

std::fstream file("data.txt", std::ios::in |     // 可读std::ios::out |    // 可写std::ios::app |    // 追加模式std::ios::binary); // 二进制模式

模式标志	功能描述
std::ios::in	以读取模式打开文件
std::ios::out	以写入模式打开文件
std::ios::app	追加模式（不覆盖原有内容）
std::ios::ate	打开时定位到文件末尾
std::ios::trunc	如果文件存在则清空内容
std::ios::binary	以二进制模式操作文件

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五、文件指针操作

std::fstream file("data.txt", std::ios::in | std::ios::out);// 定位到第10字节处
file.seekg(10, std::ios::beg);  // 输入指针（读取位置）
file.seekp(10, std::ios::beg);  // 输出指针（写入位置）// 获取当前指针位置
std::streampos readPos = file.tellg();
std::streampos writePos = file.tellp();

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六、错误处理技巧

std::ifstream file("missing.txt");// 检查文件状态
if (file.fail()) {std::cerr << "错误代码: " << errno << std::endl;
}// 重置错误状态
file.clear();

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七、实际应用场景

1. 配置文件读写：使用文本模式处理 .ini 文件

2. 数据持久化：用二进制格式保存游戏进度

3. 日志系统：用追加模式记录程序运行日志

4. 大数据处理：通过文件指针随机访问大型数据文件

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通过以上示例和说明，可以全面掌握 <fstream> 库的核心用法。实际开发中需注意：

1. 二进制操作时确保数据的内存布局一致

2. 文件路径使用绝对路径或正确相对路径

3. 及时处理文件流的状态异常