目錄

一、文件 IO 的基本概念

二、文件流的基本操作

1. 打開文件

2. 關閉文件

3. 檢查文件是否成功打開

三、文本文件的讀寫操作

1. 寫入文本文件（ofstream）

2. 讀取文本文件（ifstream）

四、二進制文件的讀寫操作

1. 寫入二進制文件

2. 讀取二進制文件

五、文件打開模式

六、異常處理與文件 IO

七、常見錯誤與調試技巧

八、完整示例

1. 文本文件的讀寫

2. 二進制文件的讀寫

九、總結

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C++從入門到入土學習導航_c++學習進程-CSDN博客

一、文件 IO 的基本概念

C++ 中的文件 IO（輸入/輸出）操作主要通過 ifstream（輸入文件流）和 ofstream（輸出文件流）實現，它們分別用于從文件讀取數據和向文件寫入數據。

• ifstream：從文件讀取數據（輸入流）。
• ofstream：向文件寫入數據（輸出流）。
• fstream：支持同時讀取和寫入文件（雙向流）。

頭文件：#include <fstream>
繼承關系：ifstream 繼承自 istream，ofstream 繼承自 ostream，fstream 繼承自 iostream。

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二、文件流的基本操作

1. 打開文件

可以通過以下兩種方式打開文件：

1. 構造函數直接打開：

   std::ifstream ifs("example.txt");  // 以只讀模式打開文件
   std::ofstream ofs("output.txt");  // 以寫入模式打開文件

2. 使用?open()?方法：

   std::ifstream ifs;
   ifs.open("example.txt");  // 以默認模式打開文件

2. 關閉文件

文件操作完成后需調用 close() 方法釋放資源：

ifs.close();  // 關閉輸入流
ofs.close();  // 關閉輸出流

3. 檢查文件是否成功打開

使用 is_open() 方法檢查文件是否成功打開：

if (!ifs.is_open()) {std::cerr << "文件打開失敗！" << std::endl;
}

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三、文本文件的讀寫操作

1. 寫入文本文件（ofstream）

使用 << 插入器向文件寫入數據：

#include <fstream>
#include <iostream>int main() {std::ofstream ofs("output.txt");if (!ofs) {std::cerr << "無法創建文件！" << std::endl;return 1;}ofs << "Hello, World!" << std::endl;ofs << "This is a test." << std::endl;ofs.close();return 0;
}

2. 讀取文本文件（ifstream）

使用 >> 提取器或 getline() 逐行讀取數據：

#include <fstream>
#include <iostream>
#include <string>int main() {std::ifstream ifs("output.txt");if (!ifs) {std::cerr << "文件不存在！" << std::endl;return 1;}std::string line;while (std::getline(ifs, line)) {std::cout << line << std::endl;}ifs.close();return 0;
}

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四、二進制文件的讀寫操作

1. 寫入二進制文件

使用 write() 方法以二進制格式寫入數據：

#include <fstream>
#include <iostream>struct Data {int id;double value;
};int main() {Data data = {1, 3.14};std::ofstream ofs("binary.dat", std::ios::binary);  // 以二進制模式打開if (!ofs) {std::cerr << "無法創建二進制文件！" << std::endl;return 1;}ofs.write(reinterpret_cast<char*>(&data), sizeof(data));  // 寫入結構體ofs.close();return 0;
}

2. 讀取二進制文件

使用 read() 方法以二進制格式讀取數據：

#include <fstream>
#include <iostream>struct Data {int id;double value;
};int main() {Data data;std::ifstream ifs("binary.dat", std::ios::binary);  // 以二進制模式打開if (!ifs) {std::cerr << "無法讀取二進制文件！" << std::endl;return 1;}ifs.read(reinterpret_cast<char*>(&data), sizeof(data));  // 讀取結構體ifs.close();std::cout << "ID: " << data.id << ", Value: " << data.value << std::endl;return 0;
}

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五、文件打開模式

模式	描述
std::ios::in	以讀取模式打開文件（默認用于?ifstream）。
std::ios::out	以寫入模式打開文件（默認用于?ofstream）。
std::ios::app	追加模式，在文件末尾寫入內容。
std::ios::binary	以二進制模式打開文件（默認是文本模式）。
std::ios::trunc	如果文件存在，則清空內容（默認用于?ofstream）。
std::ios::ate	打開文件后立即將文件指針定位到文件末尾。

組合模式示例：

std::ofstream ofs("log.txt", std::ios::out | std::ios::app);  // 追加寫入

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六、異常處理與文件 IO

文件操作可能因文件不存在、權限不足等原因失敗，需結合異常處理：

#include <fstream>
#include <iostream>
#include <stdexcept>int main() {try {std::ifstream ifs("missing.txt");if (!ifs) {throw std::runtime_error("文件打開失敗！");}// 讀取文件...} catch (const std::exception& e) {std::cerr << "異常: " << e.what() << std::endl;}return 0;
}

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七、常見錯誤與調試技巧

1. 文件路徑問題

   • 相對路徑：相對于當前工作目錄（通常為項目根目錄）。
   • 絕對路徑：如?"C:/Users/YourName/Desktop/file.txt"。
   • 解決方法：檢查文件是否存在，或使用?std::filesystem::absolute()?獲取絕對路徑（C++17 起）。

2. 文件權限問題

   • 確保程序有權限讀取/寫入目標文件（如修改文件屬性或運行程序時以管理員權限啟動）。

3. 二進制文件讀寫不一致

   • 二進制寫入和讀取必須使用相同的模式（如?std::ios::binary），否則可能導致數據損壞。

4. 調試工具

   • 使用?std::cerr?輸出錯誤信息。
   • 使用?Valgrind?檢測內存泄漏。
   • 使用?GDB?或 IDE 調試器逐步執行代碼。

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八、完整示例

1. 文本文件的讀寫

#include <fstream>
#include <iostream>
#include <string>int main() {// 寫入文件std::ofstream ofs("example.txt");if (ofs) {ofs << "C++ 文件 IO 示例" << std::endl;ofs << "這是第二行內容。" << std::endl;ofs.close();}// 讀取文件std::ifstream ifs("example.txt");if (ifs) {std::string line;while (std::getline(ifs, line)) {std::cout << line << std::endl;}ifs.close();}return 0;
}

2. 二進制文件的讀寫

#include <fstream>
#include <iostream>struct Student {int id;std::string name;
};int main() {Student student = {101, "Alice"};std::ofstream ofs("students.dat", std::ios::binary);if (ofs) {ofs.write(reinterpret_cast<char*>(&student), sizeof(Student));ofs.close();}Student readStudent;std::ifstream ifs("students.dat", std::ios::binary);if (ifs) {ifs.read(reinterpret_cast<char*>(&readStudent), sizeof(Student));ifs.close();std::cout << "ID: " << readStudent.id << ", Name: " << readStudent.name << std::endl;}return 0;
}

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九、總結

通過 ifstream 和 ofstream，可以高效地實現 C++ 中的文件讀寫操作。關鍵點包括：

1. 正確使用文件模式（如?std::ios::binary、std::ios::app）。
2. 檢查文件是否成功打開（is_open()）。
3. 結合異常處理（try/catch）確保程序健壯性。
4. 區分文本和二進制文件的讀寫方式。
5. 調試文件路徑和權限問題，避免因環境問題導致失敗。