PPC的C/C++和人工智能学习笔记
每一篇学习笔记,都只是为了更好地掌握和理解

C++语言基础(12)_文件操作

今天学习,c++的文件操作。

C++流式I/O的一些类的关系图:

ofstream 文件写操作,内存写入存储设备

ifstream  文件读操作,存储设备读取到内存中

fstream   文件读写操作,对打开的文件可进行读写操作

 

我们主要学习 fstream。

头文件:#include <fstream> 还要加上 using std::fstream; 或者直接打开全部std;

 

打开文件:

open()方法:

void open(const char *_Filename,

ios_base::openmode _Mode = ios_base::in | ios_base::out,

int _Prot = (int)ios_base::_Openprot)

参数:文件名,打开方式,打开文件的属性。

打开文件的方式在iOS类(所有流式I/O的基类)中定义,有如下几种方式:(这些方式是可以组合使用,用位运算符“|”)。

ios::in 为输入(读)而打开文件
ios::out 为输出(写)而打开文件
ios::ate 初始位置:文件尾
ios::app 所有输出附加在文件末尾
ios::trunc 如果文件已存在则先删除该文件
ios::binary 二进制方式

 

比如:

fstream ff;

ff.open(“A.txt”, ios::in|ios::out|ios::binary); //以读写二进制方式打开

 

打开文件的属性在ios类中也有定义:

0 普通文件
1 只读文件
2 隐含文件
4 系统文件

 

不显式调用open方法的打开文件:

fstream f1(“1.txt”, std::ios::out); //这样也是可以的。

 

成员函数is_open():对文件是否打开进行验证。

 

关闭文件:

close()方法。直接调用ff.close()就可以了。

 

文本文件的输入输出:

可以使用 >> 和 << 类似cout cin 的用法,来进行文件的输入和输出操作。

 

状态标志符的验证(Verification of state flags):

bad() 如果在读写过程中出错,返回 true 。例如:当我们要对一个不是打开为写状态的文件进行写入时,或者我们要写入的设备没有剩余空间的时候。

fail() 除了与bad() 同样的情况下会返回 true 以外,加上格式错误时也返回true ,例如当想要读入一个整数,而获得了一个字母的时候。

eof() 如果读文件到达文件末尾,返回true。

good() 这是最通用的:如果调用以上任何一个函数返回true 的话,此函数返回 false 。

要想重置以上成员函数所检查的状态标志,你可以使用成员函数clear()。

 

获得和设置流指针(get and put stream pointers):

tellg() 和 tellp()

这两个成员函数不用传入参数,返回pos_type 类型的值(根据ANSI-C++标准) ,就是一个整数,代表当前get流指针的位置(用tellg) 或put流指针的位置(用tellp).

seekg() 和seekp()

这对函数分别用来改变流指针get 和put的位置。两个函数都被重载为两种不同的原型:

seekg ( pos_type position );

seekp ( pos_type position );

使用这个原型,流指针被改变为指向从文件开始计算的一个绝对位置。要求传入的参数类型与函数 tellg 和tellp 的返回值类型相同。

seekg ( off_type offset, seekdir direction );

seekp ( off_type offset, seekdir direction );

使用这个原型可以指定由参数direction决定的一个具体的指针开始计算的一个位移(offset)。它可以是:

 

ios::beg 从流开始位置计算的位移
ios::cur 从流指针当前位置开始计算的位移
ios::end 从流末尾处开始计算的位移

 

注意:流指针 get 和 put 的值对文本文件(text file)和二进制文件(binary file)的计算方法是不同的,因为文本模式的文件中某些特殊字符可能被修改。由于这个原因,建议对以文本文件模式打开的文件总是使用seekg 和 seekp的第一种原型,而且不要对tellg 或 tellp 的返回值进行修改。对二进制文件,可以任意使用这些函数,不会有任何意外的行为产生。

 

二进制文件的输入和输出:

在二进制文件中,使用<< 和>>,以及函数(如getline)来操作符输入和输出数据,没有什么实际意义,虽然它们是符合语法的。

文件流包括两个为顺序读写数据特殊设计的成员函数:write 和 read。它们的原型是:

write ( char * buffer, streamsize size );

read ( char * buffer, streamsize size );

这里 buffer 是一块内存的地址,用来存储或读出数据。参数size 是一个整数值,表示要从缓存(buffer)中读出或写入的字符数。

 

缓存和同步(Buffers and Synchronization):

当我们对文件流进行操作的时候,它们与一个streambuf 类型的缓存(buffer)联系在一起。这个缓存(buffer)实际是一块内存空间,作为流(stream)和物理文件的媒介。例如,对于一个输出流, 每次成员函数put (写一个单个字符)被调用,这个字符不是直接被写入该输出流所对应的物理文件中的,而是首先被插入到该流的缓存(buffer)中。

当缓存被排放出来(flush)时,它里面的所有数据或者被写入物理媒质中(如果是一个输出流的话),或者简单的被抹掉(如果是一个输入流的话)。这个过程称为同步(synchronization),它会在以下任一情况下发生:

1)当文件被关闭时: 在文件被关闭之前,所有还没有被完全写出或读取的缓存都将被同步。

2)当缓存buffer 满时:缓存Buffers 有一定的空间限制。当缓存满时,它会被自动同步。

3)控制符明确指明:当遇到流中某些特定的控制符时,同步会发生。这些控制符包括:flush 和endl。

4)明确调用函数sync(): 调用成员函数sync() (无参数)可以引发立即同步。这个函数返回一个int 值,等于-1 表示流没有联系的缓存或操作失败。

 

练习:写一个类,封装2个方法:1)将一个文件夹下的所有文件,按照一定的格式打包成一个文件(不需要压缩);2)将一个打包好的文件,解包到指定文件夹下。

CFilePack类 头文件

//CFilePack.h
//文件打包解包 CFilePack类
//功能1:将一个文件夹下的所有文件,按照一定的格式打包成一个文件
//功能2:将一个打包好的文件,解包到指定文件夹下

#pragma once
#ifndef _FILEPACK_H
#define _FILEPACK_H
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <fstream>
using namespace std;

class CFilePack
{
public:
 CFilePack();
 ~CFilePack();
public:
 int GetFileNums() const { return m_files.size(); } //返回文件数量
 bool PackFiles(const string&, const string&); //把 哪个目录(参数1) 打包到 哪个文件(参数2)
 bool UnPackFiles(const string&, const string&); //把 哪个文件 释放到哪个文件夹中 
private:
 void _Init(); //清空 m_files 和 m_sizes
 bool _DirFileList(const string&, vector<string>&, vector<int>&); //列出该文件夹下的文件名保存到files
 void _CalcNameLength(); //计算文件名长度
private:
 vector<int> m_namelength; //文件名长度
 vector<string> m_files; //文件名
 vector<int> m_sizes; //文件大小
 vector<int> m_offset; //偏移量
 fstream m_RFile; //读文件
 fstream m_WFile; //写文件
};

#endif

CFilePack类 CPP文件

//FilePack.cpp
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include "FilePack.h"
#include <io.h>
#include <string>
#include <Windows.h>
#include <assert.h>
#include <direct.h> 

CFilePack::CFilePack()
{
}

CFilePack::~CFilePack()
{
 if (m_WFile.is_open())
 m_WFile.close();
 if (m_RFile.is_open())
 m_RFile.close();
}

void CFilePack::_Init()
{
 m_namelength.clear();
 m_files.clear();
 m_sizes.clear();
 m_offset.clear();
}

bool CFilePack::_DirFileList(const string& path, vector<string>& files,vector<int>& sizes)//列出该文件夹下的文件名保存到files
{
 if (_access(path.c_str(), 0) == -1) //检测文件夹是否存在
 return false;
 WIN32_FIND_DATA fileinfo;
 string path1 = path;
 path1.append("/*.*");
 HANDLE hFile = FindFirstFile((LPCSTR)path1.c_str(), &fileinfo);
 if (hFile == INVALID_HANDLE_VALUE) return false; 
 do
 {
 if (fileinfo.cFileName[0] != '.')
 {
 files.push_back(fileinfo.cFileName);
 sizes.push_back(fileinfo.nFileSizeLow);
 }
 } while (FindNextFile(hFile, &fileinfo));
 return true;
}
void CFilePack::_CalcNameLength() //计算文件名长度
{
 for(int i=0;i<m_files.size();++i)
 {
 m_namelength.push_back(m_files[i].length());
 cout << m_namelength[i] << endl;
 }
}

bool CFilePack::PackFiles(const string& dir, const string& file) //把 哪个目录(参数1) 打包到 哪个文件(参数2)
{
 _Init();
 if (!_DirFileList(dir, m_files, m_sizes)) //列目录内文件失败
 return false;
 _CalcNameLength(); //计算文件名长度
 cout << "!!!" << GetFileNums() << endl;
 int fNums = GetFileNums(); //文件数
 //计算整个信息头的字节数
 int count = 0; //字节数统计
 for (int i = 0; i < fNums; ++i)
 {
 count += 4 + m_namelength[i] + 8;
 }
 count += (7 + 4); //再加xliangh标志位 和 4个字节最前面的文件数量信息
 //计算每个文件的偏移量
 int offset_file = 0;
 for (int i = 0; i < fNums; ++i)
 {
 m_offset.push_back(count + offset_file);
 offset_file += m_sizes[i];
 }
 //写到pack文件中
 if (m_WFile.is_open()) //检测是否打开状态
 m_WFile.close();
 m_WFile.open(file.c_str(), ios::out | ios::binary); //二进制只写打开
 assert(m_WFile.is_open()); //检测打开成功不
 m_WFile.write("xliangh", 7); //写文件总数
 m_WFile.write(reinterpret_cast<char *>(&fNums), sizeof(int)); //写文件总数
 for (int i = 0; i < fNums; ++i) //写各个文件的信息头:名字长度,名字,文件长度,偏移量
 {
 m_WFile.write(reinterpret_cast<char*>(&m_namelength[i]), sizeof(int)); //名字长度
 m_WFile.write(m_files[i].c_str(), m_namelength[i]); //名字
 m_WFile.write(reinterpret_cast<char*>(&m_sizes[i]), sizeof(int)); //文件长度
 m_WFile.write(reinterpret_cast<char*>(&m_offset[i]), sizeof(int)); //偏移量
 }
 for (int i = 0; i < fNums; ++i) //写各个文件的内容
 {
 if (m_RFile.is_open()) //检测是否打开状态
 m_RFile.close();
 string fn = dir + "/"+m_files[i];
 m_RFile.open(fn.c_str(), ios::in | ios::binary);
 assert(m_RFile.is_open()); //检测打开成功不
 while (!m_RFile.eof())
 m_WFile.put(m_RFile.get());
 m_WFile.seekp(-1, ios::cur); //这里注意,要退回1格!
 m_RFile.close();
 }
 m_WFile.close();
 return true;
}

bool CFilePack::UnPackFiles(const string& file, const string& dir) //把 哪个文件 释放到哪个文件夹中 
{
 _Init();
 if (_access(dir.c_str(), 0) == -1) //文件夹不存在
 if (_mkdir(dir.c_str())) //返回0 成功,-1失败
 return false;
 if (m_RFile.is_open())
 m_RFile.close();
 m_RFile.open(file.c_str(), ios::in | ios::binary);
 assert(m_RFile.is_open());
 char flag[8] = {0};
 m_RFile.read(flag, 7);
 if (strcmp(flag, "xliangh") != 0) //检测文件最前面的7个字节
 {
 m_RFile.close();
 return false;
 }
 int fNums = 0; //文件总数
 m_RFile.read(reinterpret_cast<char*>(&fNums), sizeof(int)); //读文件总数
 if (fNums <= 0)
 {
 m_RFile.close();
 return false;
 }
 for (int i = 0; i < fNums; ++i) //读文件信息头
 {
 int len = 0,size=0,offset=0;
 char name[256] = { 0 }; //保存文件名
 m_RFile.read(reinterpret_cast<char*>(&len), sizeof(int)); //文件名长度
 m_RFile.read(name, len);
 name[len] = '\0';
 m_RFile.read(reinterpret_cast<char*>(&size), sizeof(int)); //文件长度
 m_RFile.read(reinterpret_cast<char*>(&offset), sizeof(int)); //偏移位置
 m_namelength.push_back(len);
 m_files.push_back(name);
 m_sizes.push_back(size);
 m_offset.push_back(offset);
 }
 for (int i = 0; i < fNums; ++i) //保存到新的各个文件中
 {
 if (m_WFile.is_open())
 m_WFile.close();
 string newfile = dir + "/" + m_files[i];
 m_WFile.open(newfile.c_str(), ios::out | ios::binary);
 assert(m_WFile.is_open());
 m_RFile.seekp(m_offset[i], ios::beg);
 for (int j = 0; j < m_sizes[i]; ++j)
 {
 m_WFile.put(m_RFile.get());
 }
 m_WFile.close();
 }
 m_RFile.close();
 return true;
}

main.cpp调用示例

//main.cpp
//文件打包解包 测试调用

#include "FilePack.h"
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
 CFilePack f;
 string s = "test";
 string s1 = "xx.dat";
 if (f.PackFiles(s, s1))
 cout << "packOK" << endl;
 string dir = "test_out";
 f.UnPackFiles(s1, dir);
 return 0;
}

(2017-04-01 www.vsppc.com)

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