C++文件的概念
迄今為止，我們討論的輸入輸出是以系統(tǒng)指定的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備（輸入設(shè)備為鍵盤(pán)，輸出設(shè)備為顯示器）為對(duì)象的。在實(shí)際應(yīng)用中，常以磁盤(pán)文件作為對(duì)象。即從磁盤(pán)文件讀取數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)輸出到磁盤(pán)文件。磁盤(pán)是計(jì)算機(jī)的外部存儲(chǔ)器，它能夠長(zhǎng)期保留信息，能讀能寫(xiě)，可以刷新重寫(xiě)，方便攜帶，因而得到廣泛使用。

文件(file)是程序設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的概念。所謂“文件”，一般指存儲(chǔ)在外部介質(zhì)上數(shù)據(jù)的集合。一批數(shù)據(jù)是以文件的形式存放在外部介質(zhì)（如磁盤(pán)、光盤(pán)和U盤(pán)）上的。操 作系統(tǒng)是以文件為單位對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理的，也就是說(shuō)，如果想找存在外部介質(zhì)上的數(shù)據(jù)， 必須先按文件名找到所指定的文件，然后再?gòu)脑撐募凶x取數(shù)據(jù)。要向外部介質(zhì)上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)也必須先建立一個(gè)文件（以文件名標(biāo)識(shí)），才能向它輸出數(shù)據(jù)。

外存文件包括磁盤(pán)文件、光盤(pán)文件和U盤(pán)文件。目前使用最廣泛的是磁盤(pán)文件，為敘述方便，教程中凡用到外存文件的地方均以磁盤(pán)文件來(lái)代表，在程序中對(duì)光盤(pán)文件和U盤(pán)文件的使用方法與磁盤(pán)文件相同。

對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，常用到的文件有兩大類(lèi)，一類(lèi)是程序文件(program file)，如C++的源程序文件(.cpp)、目標(biāo)文件(.obj)、可執(zhí)行文件(.exe)等。一類(lèi)是數(shù)據(jù)文件(data file)， 在程序運(yùn)行時(shí)，常常需要將一些數(shù)據(jù)（運(yùn)行的最終結(jié)果或中間數(shù)據(jù)）輸出到磁盤(pán)上存放起來(lái)，以后需要時(shí)再?gòu)拇疟P(pán)中輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)存。這種磁盤(pán)文件就是數(shù)據(jù)文件。程序中的輸入和輸出的對(duì)象就是數(shù)據(jù)文件。

根據(jù)文件中數(shù)據(jù)的組織形式，可分為ASCII文件和二進(jìn)制文件。ASCII文件又稱文本(text)文件或字符文件，它的每一個(gè)字節(jié)放一個(gè)ASCII代碼，代表一個(gè)字符。二進(jìn)制文件又稱內(nèi)部格式文件或字節(jié)文件，是把內(nèi)存中的數(shù)據(jù)按其在內(nèi)存中的存儲(chǔ)形式原樣輸出到磁盤(pán)上存放。

對(duì)于字符信息，在內(nèi)存中是以ASCII代碼形式存放的，因此，無(wú)論用ASCII文件輸出還是用二進(jìn)制文件輸出，其數(shù)據(jù)形式是一樣的。但是對(duì)于數(shù)值數(shù)據(jù)，二者是不同的。例如有一個(gè)長(zhǎng)整數(shù)100000，在內(nèi)存中占4個(gè)字節(jié)，如果按內(nèi)部格式直接輸出，在磁盤(pán)文件中占 4個(gè)字節(jié)，如果將它轉(zhuǎn)換為ASCII碼形式輸出，則要占6個(gè)字節(jié)。

用ASCII碼形式輸出的數(shù)據(jù)是與字符一一對(duì)應(yīng)的，一個(gè)字節(jié)代表一個(gè)字符，可以直接在屏幕上顯示或打印出來(lái)。這種方式使用方便，比較直觀，便于閱讀，便于對(duì)字符逐個(gè)進(jìn)行輸入輸出。但一般占存儲(chǔ)空間較多，而且要花費(fèi)轉(zhuǎn)換時(shí)間（二進(jìn)制形式與ASCII碼間的轉(zhuǎn)換）。用內(nèi)部格式（二進(jìn)制形式）輸出數(shù)值，可以節(jié)省外存空間，而且不需要轉(zhuǎn)換時(shí)間，但一個(gè)字節(jié)并不對(duì)應(yīng)一個(gè)字符，不能直接顯示文件中的內(nèi)容。如果在程序運(yùn)行過(guò)程中有些中間結(jié)果數(shù)據(jù)暫時(shí)保存在磁盤(pán)文件中，以后又需要輸入到內(nèi)存的，這時(shí)用二進(jìn)制文件保存是最合適的。如果是為了能顯示和打印以供閱讀，則應(yīng)按ASCII碼形式輸出。此時(shí)得到的是ASCII文件，它的內(nèi)容可以直接在顯示屏上觀看。

C++提供了低級(jí)的I/O功能和高級(jí)的I/O功能。高級(jí)的I/O功能是把若干個(gè)字節(jié)組合為一個(gè)有意義的單位（如整數(shù)、單精度數(shù)、雙精度數(shù)、字符串或用戶自定義的類(lèi)型的數(shù)據(jù)），然后以ASCII字符形式輸入和輸出。例如將數(shù)據(jù)從內(nèi)存送到顯示器輸出，就屬于高級(jí)I/O功能，先將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為ASCII字符，然后分別按整數(shù)、單精度數(shù)、雙精度數(shù)等形式輸出。這種面向類(lèi)型的輸入輸出在程序中用得很普遍，用戶感到方便。但在傳輸大容量的文件時(shí)由于數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，速度較慢，效率不高。

所謂低級(jí)的I/O功能是以字節(jié)為單位輸入和輸出的，在輸入和輸出時(shí)不進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。這種輸入輸出是以二進(jìn)制形式進(jìn)行的。通常用來(lái)在內(nèi)存和設(shè)備之間傳輸一批字節(jié)。這種輸入輸出速度快、效率高，一般大容量的文件傳輸用無(wú)格式轉(zhuǎn)換的I/O。但使用時(shí)會(huì)感到不大方便。

C++文件的打開(kāi)與關(guān)閉
這里講一下如何打開(kāi)和關(guān)閉磁盤(pán)上的文件，其他外設(shè)（U盤(pán)、光盤(pán)等）上的文件與此相同。
打開(kāi)文件

所謂打開(kāi)(open)文件是一種形象的說(shuō)法，如同打開(kāi)房門(mén)就可以進(jìn)入房間活動(dòng)一樣。 打開(kāi)文件是指在文件讀寫(xiě)之前做必要的準(zhǔn)備工作，包括：
為文件流對(duì)象和指定的磁盤(pán)文件建立關(guān)聯(lián)，以便使文件流流向指定的磁盤(pán)文件。
指定文件的工作方式，如，該文件是作為輸入文件還是輸出文件，是ASCII文件還是二進(jìn)制文件等。

以上工作可以通過(guò)兩種不同的方法實(shí)現(xiàn)。

1) 調(diào)用文件流的成員函數(shù)open。如

  ofstream outfile; //定義ofstream類(lèi)(輸出文件流類(lèi))對(duì)象outfile
  outfile.open("f1.dat",ios::out); //使文件流與f1.dat文件建立關(guān)聯(lián)

第2行是調(diào)用輸出文件流的成員函數(shù)open打開(kāi)磁盤(pán)文件f1.dat，并指定它為輸出文件， 文件流對(duì)象outfile將向磁盤(pán)文件f1.dat輸出數(shù)據(jù)。ios::out是I/O模式的一種，表示以輸出方式打開(kāi)一個(gè)文件?；蛘吆?jiǎn)單地說(shuō)，此時(shí)f1.dat是一個(gè)輸出文件，接收從內(nèi)存輸出的數(shù)據(jù)。

調(diào)用成員函數(shù)open的一般形式為：
    文件流對(duì)象.open(磁盤(pán)文件名, 輸入輸出方式);
磁盤(pán)文件名可以包括路徑，如"c:\new\\f1.dat"，如缺省路徑，則默認(rèn)為當(dāng)前目錄下的文件。

2) 在定義文件流對(duì)象時(shí)指定參數(shù)
在聲明文件流類(lèi)時(shí)定義了帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，其中包含了打開(kāi)磁盤(pán)文件的功能。因此，可以在定義文件流對(duì)象時(shí)指定參數(shù)，調(diào)用文件流類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)打開(kāi)文件的功能。如

  ostream outfile("f1.dat",ios::out);

一般多用此形式，比較方便。作用與open函數(shù)相同。

輸入輸出方式是在ios類(lèi)中定義的，它們是枚舉常量，有多種選擇，見(jiàn)表

幾點(diǎn)說(shuō)明：
1) 新版本的I/O類(lèi)庫(kù)中不提供ios::nocreate和ios::noreplace。

2) 每一個(gè)打開(kāi)的文件都有一個(gè)文件指針，該指針的初始位置由I/O方式指定，每次讀寫(xiě)都從文件指針的當(dāng)前位置開(kāi)始。每讀入一個(gè)字節(jié)，指針就后移一個(gè)字節(jié)。當(dāng)文件指針移到最后，就會(huì)遇到文件結(jié)束EOF（文件結(jié)束符也占一個(gè)字節(jié)，其值為-1)，此時(shí)流對(duì)象的成員函數(shù)eof的值為非0值(一般設(shè)為1)，表示文件結(jié)束了。

3) 可以用“位或”運(yùn)算符“|”對(duì)輸入輸出方式進(jìn)行組合，如表13.6中最后3行所示那樣。還可以舉出下面一些例子：

  ios::in | ios:: noreplace //打開(kāi)一個(gè)輸入文件，若文件不存在則返回打開(kāi)失敗的信息
  ios::app | ios::nocreate //打開(kāi)一個(gè)輸出文件，在文件尾接著寫(xiě)數(shù)據(jù)，若文件不存在，則返回打開(kāi)失敗的信息
  ios::out l ios::noreplace //打開(kāi)一個(gè)新文件作為輸出文件，如果文件已存在則返回打開(kāi)失敗的信息
  ios::in l ios::out I ios::binary //打開(kāi)一個(gè)二進(jìn)制文件，可讀可寫(xiě)

但不能組合互相排斥的方式，如 ios::nocreate l ios::noreplace。

4) 如果打開(kāi)操作失敗，open函數(shù)的返回值為0(假)，如果是用調(diào)用構(gòu)造函數(shù)的方式打開(kāi)文件的，則流對(duì)象的值為0。可以據(jù)此測(cè)試打開(kāi)是否成功。如
 

  if(outfile.open("f1.bat", ios::app) ==0)
    cout <<"open error";

或

  if( !outfile.open("f1.bat", ios::app) )
    cout <<"open error";

關(guān)閉磁盤(pán)文件

在對(duì)已打開(kāi)的磁盤(pán)文件的讀寫(xiě)操作完成后，應(yīng)關(guān)閉該文件。關(guān)閉文件用成員函數(shù)close。如
    outfile.close( );  //將輸出文件流所關(guān)聯(lián)的磁盤(pán)文件關(guān)閉
所謂關(guān)閉，實(shí)際上是解除該磁盤(pán)文件與文件流的關(guān)聯(lián)，原來(lái)設(shè)置的工作方式也失效，這樣，就不能再通過(guò)文件流對(duì)該文件進(jìn)行輸入或輸出。此時(shí)可以將文件流與其他磁盤(pán)文件建立關(guān)聯(lián)，通過(guò)文件流對(duì)新的文件進(jìn)行輸入或輸出。如
    outfile.open("f2.dat",ios::app|ios::nocreate);
此時(shí)文件流outfile與f2.dat建立關(guān)聯(lián)，并指定了f2.dat的工作方式。

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