第6章基于C流類庫的文件輸入輸出和程序的組織課件

第6章基于C++流類庫的文件輸入/輸出及C++程序的組織第6章基于C++流類庫的文件輸入/輸出及C++程序的組文件是指存放在外部介質(zhì)（如硬盤、U盤、光盤等）上的數(shù)據(jù)的集合。根據(jù)數(shù)據(jù)組織的形式，文件可分為文本文件（ASCII文件）和二進制文件。在C++中，可以利用從C語言標準庫保留下來的輸入/輸出函數(shù)庫進行文件的輸入/輸出操作，也可以利用C++的I/O流類庫進行文件的輸入/輸出操作。2文件是指存放在外部介質(zhì)（如硬盤、U盤、光盤等）上的數(shù)據(jù)的集合6.1C++流類庫在C++中，數(shù)據(jù)的輸入/輸出(如從鍵盤讀取數(shù)據(jù)、在顯示器上顯示數(shù)據(jù)、從文件讀取數(shù)據(jù)、將數(shù)據(jù)寫入文件等)可基于流類庫完成。36.1C++流類庫在C++中，數(shù)據(jù)的輸入/輸出(如從鍵盤讀6.1.1C++的流“流”是指數(shù)據(jù)從一個地方到另一個地方的流動抽象。例如，將數(shù)據(jù)從鍵盤或文件讀入內(nèi)存時，稱為“輸入流”；將數(shù)據(jù)從內(nèi)存輸出到顯示器或文件中時，稱為“輸出流”?？梢詮牧髦蝎@取數(shù)據(jù)，也可以向流中添加數(shù)據(jù)。從流中獲取數(shù)據(jù)的操作稱為“提取”操作，向流中添加數(shù)據(jù)的操作稱為“插入”操作。C++提供了4個預定義的標準流對象：cin、cout、cerr和clog。其中，cin是istream類的對象，用于處理標準輸入操作，默認指鍵盤輸入；cout是ostream類的對象，用于處理標準輸出操作，默認指顯示器輸出。46.1.1C++的流“流”是指數(shù)據(jù)從一個地方到另一個地方的cin、cout和clog三個流對象帶有緩沖區(qū)。緩沖區(qū)的概念是：對于輸出，只有當緩沖區(qū)滿后才能將緩沖區(qū)的信息進行輸出；對于輸入，只有輸入一行結(jié)束，才開始從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)。當希望緩沖區(qū)的內(nèi)容立即輸出時，可利用flush和endl。標準流對象常使用提取運算符“>>”和插入運算符“<<”進行輸入和輸出操作。5cin、cout和clog三個流對象帶有緩沖區(qū)。緩沖區(qū)的概念6.1.2C++的流類庫在C++標準庫中，C++流類庫使用類模板進行實現(xiàn)。流類模板具有層次結(jié)構(gòu)，見下圖。6類istream是basic_istream類模板的實例化類類ostream是basic_ostream類模板的實例化類類iftream是basic_ifstream類模板的實例化類類ofstream是basic_ofstream類模板的實例化類類fstream是basic_fstream類模板的實例化類6.1.2C++的流類庫在C++標準庫中，C++流類庫使用6.2利用C++文件流類進行文本文件的讀寫

可通過C++的文件流類ifstream、ofstream和fstream進行文本文件的讀取和保存。76.2利用C++文件流類進行文本文件的讀寫可通過C++的【例6-1】

文本文件的讀寫在本例中，定義了3個學生對象Student1、Student2和Student3。首先進行了打開文件操作，將這些學生對象的信息以文本數(shù)據(jù)的形式寫入了文本文件“StudentInfo.txt”，再通過讀取該文件，將這些信息讀入了另外3個學生對象Student1_1、Student2_1和Student3_1中，最后將Student1_1、Student2_1和Student3_1的信息進行了輸出。8【例6-1】文本文件的讀寫在本例中，定義了3個學生對象S#include<iostream>#include<fstream>usingnamespacestd;classCDate {……};……classCPerson {protected: char*m_strName; ……public: ……

virtualvoidWriteFile(ofstream&fs);//數(shù)據(jù)寫入文件

virtualvoidReadFile(ifstream&fs);//從文件中讀取數(shù)據(jù)};……9人員類輸出文件流類輸入文件流類日期類#include<iostream>9人員類輸出文件流類輸voidCPerson::WriteFile(ofstream&fs){ fs<<m_strName<<'\n'<<m_strID <<' '<<m_cSex<<' '<<m_Birthday.GetYear() <<' '<<m_Birthday.GetMonth() <<' '<<m_Birthday.GetDay()<<' ';}10利用插入運算符將人員屬性信息寫到輸出文件流fs中voidCPerson::WriteFile(ofstrevoidCPerson::ReadFile(ifstream&fs){ intnYear,nMonth,nDay; charstrName[256],strID[12]; fs.getline(strName,256); fs>>strID>>m_cSex>>nYear>>nMonth>>nDay;

delete[]m_strname; m_strName=newchar[strlen(strName)+1]; strcpy(m_strName,strName); delete[]m_strID; m_strID=newchar[strlen(strID)+1]; strcpy(m_strID,strID); CDateBirthday(nYear,nMonth,nDay); m_Birthday=Birthday;}}11利用提取運算符從輸入文件流fs讀取信息從輸入文件流fs中讀取一行信息voidCPerson::ReadFile(ifstreaclassCStudent:publicCPerson { staticunsignedlongm_nCount; protected: char*m_strMajor; public: ……

voidWriteFile(ofstream&fs);//數(shù)據(jù)寫入文件

voidReadFile(ifstream&fs);//從文件中讀取數(shù)據(jù)};……voidCStudent::WriteFile(ofstream&fs){ CPerson::WriteFile(fs); fs<<m_strMajor<<endl;}12classCStudent:publicCPersonvoidCStudent::ReadFile(ifstream&fs){ CPerson::ReadFile(fs); charstrMajor[256]; fs.getline(strMajor,256); delete[]m_strMajor; m_strMajor=newchar[strlen(strMajor)+1]; strcpy(m_strMajor,strMajor);}13voidCStudent::ReadFile(ifstreunsignedlongCStudent::m_nCount=0; intmain(){ CStudentStudent1("李江","50200900825",'0',1991,3,7,"計算機科學與技術(shù)"); CStudentStudent2("趙梅","50200900826",'1',1991,6,8,"計算機科學與技術(shù)"); CStudentStudent3("武峰","50200900827",'0',1990,5,6,"計算機科學與技術(shù)");

ofstreamfout("StudentInfo.txt");

if(fout.fail())

{ cout<<"Openfilefailture!"<<endl; return1; }

Student1.WriteFile(fout); Student2.WriteFile(fout); Student3.WriteFile(fout);

fout.close();

14定義輸出文件流對象fout并通過它打開或創(chuàng)建文件StudentInfo.txt如果文件打開或創(chuàng)建失敗，則退出將學生的信息寫到輸出文件流對象fout中關(guān)閉文件unsignedlongCStudent::m_nCou

ifstreamfin("StudentInfo.txt");

if(fin.fail()) { cout<<"Openfilefailture!"<<endl; return1; } CStudentStudent1_1,Student2_1,Student3_1;

Student1_1.ReadFile(fin); Student2_1.ReadFile(fin); Student3_1.ReadFile(fin);

fin.close(); Student1_1.DisplayInfo(); cout<<endl; Student2_1.DisplayInfo(); cout<<endl; Student3_1.DisplayInfo(); cout<<endl; return0;}15定義輸入文件流對象fin并通過它打開文件StudentInfo.txt如果文件打開失敗，則退出將輸入流文件對象fin中的數(shù)據(jù)讀到學生對象中關(guān)閉文件輸出學生信息 ifstreamfin("StudentInfo.txt程序的運行結(jié)果如下：姓名：李江編號：50200900825性別：男出生日期：1991,3,7專業(yè)：計算機科學與技術(shù)姓名：趙梅編號：50200900826性別：女出生日期：1991,6,8專業(yè)：計算機科學與技術(shù)姓名：武峰編號：50200900827性別：男出生日期：1990,5,6專業(yè)：計算機科學與技術(shù)如果用記事本程序打開文本文件“StudentInfo.txt”，就會看到下圖所示的內(nèi)容：16程序的運行結(jié)果如下：16本例中對文件的操作過程①打開文件StudentInfo.txt，如果該文件不存在，則創(chuàng)建一個文件名為StudentInfo.txt的新文件。②將學生信息以文本的形式寫到文件中。③關(guān)閉此文件。④重新打開StudentInfo.txt文件。⑤將文件中的數(shù)據(jù)讀到學生對象中。⑥關(guān)閉此文件。17本例中對文件的操作過程①打開文件StudentInfo.說明

（1）C++提供了3個用于文件輸入/輸出的文件流類，如下所示。 ①ifstream:輸入文件流類，用于文件的輸入。 ②ofstream:輸出文件流類，用于文件的輸出。 ③fstream:輸入/輸出文件流類，用于文件的輸入/輸出。 在使用這些文件流類時，通常要在程序中包含頭文件fstream。例如：

#include<fstream>18說明（1）C++提供了3個用于文件輸入/輸出的文件流類，如（2）文件流類對象的定義和文件的打開①在利用文件流類進行文件操作時，首先要建立流類的對象。例如：

ifstreamfin; ofstreamfout; fstreamfin_out;②可以通過流類對象的構(gòu)造函數(shù)打開文件，例如：

ofstreamfout("StudentInfo.txt");該語句定義了輸出文件流類的對象fout，并通過其構(gòu)造函數(shù)打開了用于輸出的文件StudentInfo.txt。

再例如：

ifstreamfin("StudentInfo.txt");該語句定義了輸入文件流類的對象fin，并通過其構(gòu)造函數(shù)打開了用于輸入的文件StudentInfo.txt。19（2）文件流類對象的定義和文件的打開①在利用文件流類進行文③通過文件流對象的成員函數(shù)open()打開文件調(diào)用該函數(shù)的一般形式為：

文件流對象.open(文件名,打開方式);其中，“文件名”可以包括路徑（如 “D:\\data\\StudentInfo.txt”），如果不指明路徑，則默認為當前目錄下的文件?！按蜷_方式”決定如何打開文件，如表6-1所示。20③通過文件流對象的成員函數(shù)open()打開文件調(diào)用該函數(shù)的表6-1文件的打開方式方式功能ios::app打開一個已存在的文件，以將數(shù)據(jù)添加到文件的尾部。這種方式打開的文件只能用于輸出ios::ate打開一個已存文件，并將文件指針移到文件的尾部ios::binary以二進制的形式打開文件ios::in打開一個文件，進行文件輸入操作ios::out打開一個文件，進行文件輸出操作ios::trunc打開一個文件，如果該文件已存在，則清除文件的內(nèi)容，文件的長度變?yōu)榱?1表6-1文件的打開方式方式功能ios::app打開一個已存●如果用ifstream類來定義一個流對象，則隱含為輸入流，不必再添加ios::in說明；如果用ofstream類來定義一個流對象，則隱含為輸出流，不必再添加ios::out說明。 例如：

ifstreamin; in.open("test.dat");//等同于in.open("test.dat",ios::in); ofstreamout; out.open("test.dat");//等同于out.open("test.dat",ios::out)●當指定“ios::out”方式后，隱含為“ios::trunc”方式，即如果打開的輸出文件已存在，則自動清空該文件的內(nèi)容?！袢绻募蜷_時需要多種打開方式的組合，則應使用“|”（位或操作符）將幾種打開方式組合在一起。例如，可采用以下方式打開一個能夠進行輸入和輸出的二進制文件。

fstreamfin_out; fin_out.open("test.dat",ios::in|ios::out|ios::binary);22●如果用ifstream類來定義一個流對象，則隱含為輸入流④在進行文件打開操作時，應該判斷文件打開是否成功，見下面的語句。

if(fout.fail()) cout<<"Openfilefailture!"<<endl;

fail()函數(shù)是basic_ios類模板(見圖6-1)的成員函數(shù)。在這里，當返回值為true時，說明出現(xiàn)了文件打開錯誤。23④在進行文件打開操作時，應該判斷文件打開是否成功，見下面的（3）文本文件的讀寫●可通過提取運算符“>>”和插入運算符“<<”對文件流對象進行操作，實現(xiàn)文件的讀和寫。●getline()函數(shù)

fs.getline(strName,256);//從文件中讀取姓名信息

函數(shù)getline()是basic_istream的成員函數(shù)，其函數(shù)聲明是：basic_istream&getline(char_type*_Str,streamsize_Count);

其含義是：從文件流中讀取_Count個字節(jié)到_Str所指的內(nèi)存中，如果還沒有讀取_Count個字節(jié)就遇到回車符'\n'，則讀取過程中止。24（3）文本文件的讀寫●可通過提取運算符“>>”和插入運算符“（4）文件的關(guān)閉在對文件的讀寫操作完成后，應關(guān)閉文件。通過關(guān)閉操作，文件流對象與相應的物理文件進行了脫離。如果不進行文件的關(guān)閉，則可能造成文件數(shù)據(jù)的丟失。關(guān)閉文件可使用流類的成員函數(shù)close()完成，例如：fout.close();fin.close();25（4）文件的關(guān)閉在對文件的讀寫操作完成后，應關(guān)閉文件。通過關(guān)6.3利用C++文件流類進行二進制文件的讀寫當進行二進制文件的讀寫時，在打開文件時要使用“ios::binary”來指定以二進制的形式進行文件流的操作。對二進制文件的讀寫可使用C++流類的get()、put()成員函數(shù)或read()、write()成員函數(shù)。這些函數(shù)也可以用于文本文件的讀寫。下面首先通過read()、write()函數(shù)改寫例6-1，實現(xiàn)二進制文件的讀寫，然后介紹get()、put()函數(shù)的使用方法。266.3利用C++文件流類進行二進制文件的讀寫當進行二進制6.3.1利用write()和read()函數(shù)實現(xiàn)二進制文件的讀寫 【例6-2】

二進制文件的讀寫。 本例將學生信息寫入二進制文件，然后再從二進制文件中讀出學生信息并進行顯示。本例在例6-1的代碼基礎(chǔ)上進行修改，主要代碼如下所示。276.3.1利用write()和read()函數(shù)實現(xiàn)二進制……voidCPerson::WriteFile(ofstream&fs){ unsignedcharucStrLength; //計算姓名字符串（包括字符串結(jié)束符）的長度 ucStrLength=strlen(m_strName)+1; //寫入姓名字符串的長度

fs.write((char*)&ucStrLength,sizeof(ucStrLength)); //寫入姓名字符串

fs.write(m_strName,ucStrLength); ucStrLength=strlen(m_strID)+1; //寫入編號字符串的長度

fs.write((char*)&ucStrLength,sizeof(ucStrLength));28……28//寫入編號字符串fs.write(m_strID,ucStrLength);//寫入性別字符fs.write(&m_cSex,sizeof(m_cSex));//寫入出生日期fs.write((char*)&m_Birthday,sizeof(m_Birthday));}29//寫入編號字符串29voidCPerson::ReadFile(ifstream&fs){ unsignedcharucStrLength; //讀入姓名字符串的長度

fs.read((char*)&ucStrLength,sizeof(ucStrLength)); delete[]m_strName; m_strName=newchar[ucStrLength]; //讀入姓名字符串

fs.read(m_strName,ucStrLength);

//讀入編號字符串的長度 fs.read((char*)&ucStrLength,sizeof(ucStrLength)); delete[]m_strID; m_strID=newchar[ucStrLength];

fs.read(m_strID,ucStrLength);//讀入編號字符串 fs.read(&m_cSex,sizeof(m_cSex)); fs.read((char*)&m_Birthday,sizeof(m_Birthday));}30voidCPerson::ReadFile(ifstrea……voidCStudent::WriteFile(ofstream&fs){

CPerson::WriteFile(fs); unsignedcharucStrLength; //計算專業(yè)字符串(包括字符串結(jié)束符)的長度 ucStrLength=strlen(m_strMajor)+1; //寫入專業(yè)字符串長度

fs.write((char*)&ucStrLength,sizeof(ucStrLength)); //寫入專業(yè)字符串

fs.write(m_strMajor,ucStrLength);}31……31voidCStudent::ReadFile(ifstream&fs){

CPerson::ReadFile(fs); unsignedcharucStrLength; //讀入專業(yè)字符串長度

fs.read((char*)&ucStrLength,sizeof(ucStrLength)); delete[]m_strMajor; m_strMajor=newchar[ucStrLength); //讀入專業(yè)字符串

fs.read(m_strMajor,ucStrLength);}32voidCStudent::ReadFile(ifstreunsignedlongCStudent::m_nCount=0;intmain(){ CStudentStudent1("李江","50200900825",'0',1991,3,7,"計算機科學與技術(shù)"); CStudentStudent2("趙梅","50200900826",'1',1991,6,8,"計算機科學與技術(shù)"); CStudentStudent3("武峰","50200900827",'0',1990,5,6,"計算機科學與技術(shù)");

ofstreamfout("StudentInfo.dat",ios::binary);

if(fout.fail()) { cout<<"Openfilefailture!"<<endl; return1; } Student1.WriteFile(fout); Student2.WriteFile(fout); Student3.WriteFile(fout); fout.close();33定義輸出文件流對象fout并通過它打開或創(chuàng)建二進制文件StudentInfo.dat如果文件打開或創(chuàng)建失敗，則退出將學生的信息寫到輸出文件流對象fout中關(guān)閉文件unsignedlongCStudent::m_nCou

ifstreamfin("StudentInfo.dat",ios::binary); if(fin.fail()) { cout<<"Openfilefailture!"<<endl; return1; } CStudentStudent1_1,Student2_1,Student3_1;

Student1_1.ReadFile(fin); Student2_1.ReadFile(fin); Student3_1.ReadFile(fin); fin.close(); Student1_1.DisplayInfo(); cout<<endl; Student2_1.DisplayInfo(); cout<<endl; Student3_1.DisplayInfo(); cout<<endl; return0;}34定義輸入文件流對象fin并通過它打開二進制文件StudentInfo.dat如果文件打開失敗，則退出將輸入流文件對象fin中的數(shù)據(jù)讀到學生對象中關(guān)閉文件輸出學生信息 ifstreamfin("StudentInfo.dat程序的運行結(jié)果如下：姓名：李江編號：50200900825性別：男出生日期：1991,3,7專業(yè)：計算機科學與技術(shù)姓名：趙梅編號：50200900826性別：女出生日期：1991,6,8專業(yè)：計算機科學與技術(shù)姓名：武峰編號：50200900827性別：男出生日期：1990,5,6專業(yè)：計算機科學與技術(shù)如果用記事本程序打開二進制文件“StudentInfo.dat”，就會看到下圖所示的內(nèi)容：35程序的運行結(jié)果如下：35說明（1）在進行二進制文件的讀寫之前，首先要以二進制的形式打開文件，見下面的語句。ofstreamfout("StudentInfo.dat",ios::binary);ifstreamfin("StudentInfo.dat",ios::binary);（2）write()是ostream類的成員函數(shù)，其函數(shù)原型如下：ostream&write(constchar*,int);

在進行文件操作時，函數(shù)的第1個參數(shù)表示要寫入文件的數(shù)據(jù)所在的內(nèi)存起始地址，第2個參數(shù)是要寫入文件的字節(jié)數(shù)。（3）read()是istream類的成員函數(shù)，其函數(shù)形式如下：

istream&read(char*,int);

在進行文件操作時，函數(shù)的第1個參數(shù)表示從文件中讀入的數(shù)據(jù)所存放的內(nèi)存空間的起始地址，函數(shù)的第2個參數(shù)表示從文件中讀入的字節(jié)數(shù)。36說明（1）在進行二進制文件的讀寫之前，首先要以二進制的形式6.3.2利用get()和put()函數(shù)實現(xiàn)二進制文件的讀寫get()函數(shù)是輸入流類istream的成員函數(shù)，可以通過它從文件流對象中讀取數(shù)據(jù)，每次讀出一個字節(jié)（字符）。put()函數(shù)是輸出流類ostream的成員函數(shù)，可以通過它向文件流對象中寫入數(shù)據(jù)，每次寫入一個字節(jié)（字符）。下面給出一個利用get()和put()函數(shù)讀寫二進制文件的例子。376.3.2利用get()和put()函數(shù)實現(xiàn)二進制文件的【例6-3】

將0～9共10個數(shù)寫入二進制文件，然后從該文件中讀取這些數(shù)并顯示。#include<iostream>#include<fstream>usingnamespacestd;intmain(){

ofstreamfout("number.dat",ios::binary); if(fout.fail()) { cout<<"Openfilefailture!"<<endl; return1; }38定義輸出文件流對象fout并通過它打開或創(chuàng)建二進制文件number.dat如果文件打開或創(chuàng)建失敗，則退出【例6-3】將0～9共10個數(shù)寫入二進制文件，然后從該文 for(unsignedcharc=0;c<10;c++)

fout.put(c);

fout.close();

ifstreamfin("number.dat",ios::binary);

if(fin.fail()) { cout<<"Openfilefailture!"<<endl; return1; }39將0～9這10個數(shù)寫到輸出文件流對象fout中向文件流中寫入1個字節(jié)關(guān)閉文件定義輸入文件流對象fin并通過它打開文件number.dat如果文件打開失敗，則退出39將0～9這10個數(shù)寫到輸出文件流對象fout中向文件流中 charch; while(1) {

fin.get(ch);

if(fin.eof()) break; cout<<(int)ch<<''; }

fin.close(); return0;}40從輸入流文件對象fin中讀取數(shù)據(jù)并顯示從文件流中讀取1個字節(jié)判斷是否到達了文件尾以整數(shù)的形式輸出字符變量ch的值關(guān)閉文件程序的運行結(jié)果如下：012345678940從輸入流文件對象fin中讀取數(shù)據(jù)并顯示從文件流中讀取1個說明（1）本例中使用的put()函數(shù)的原型是：

ostream&put(char)（2）本例中使用的get()函數(shù)的原型是：

istream&get(char&)（3）eof()函數(shù)用于判斷是否到達了文件尾。函數(shù)返回值為true說明到達了文件尾，返回值為false說明未到達文件尾。41說明（1）本例中使用的put()函數(shù)的原型是：41

6.4C++程序的組織

42

6.4C++程序的組織

42C++程序的組織方式通常，C++程序可按照下面三類文件進行組織：（1）將類的聲明作為頭文件來保存，文件擴展名為.h或.hpp。（2）將類的成員函數(shù)定義單獨組成一個文件，文件擴展名為.cpp。（3）在主程序文件中包含main()函數(shù)，由主程序文件完成對各個類對象的調(diào)用，該文件擴展名為.cpp。43C++程序的組織方式通常，C++程序可按照下面三類文件進行重新對大學人員信息管理系統(tǒng)程序進行組織

(改寫例4-8)44程序的組織方式說明對應的文件CDate類Date.h,Date.cppCPerson類Person.h,Person.cppCStudent類Student.h,Student.cppCEmployee類Employee.h,Employee.cppCGraStudent類GraStudent.h,GraStudent.cpp主程序(包含main()函數(shù))UMIS.cpp重新對大學人員信息管理系統(tǒng)程序進行組織

(改寫例4-8)4Date.h文件的結(jié)構(gòu)#if！defined__DATE_H__ #define__DATE_H__classCDate{ intm_nYear; intm_nMonth; intm_nDay;public: CDate(intnYear,intnMonth,intnDay); ……};#endif45通過編譯預處理命令防止對CDate類的重復聲明#！defined和

#endif控制源代碼要編譯的部分Date.h文件的結(jié)構(gòu)#if！defined__DATDate.cpp文件的結(jié)構(gòu)#include"Date.h"#include<iostream>usingnamespacestd;CDate::CDate(intnYear,intnMonth,intnDay){ m_nYear=nYear; m_nMonth=nMonth; m_nDay=nDay;}……//CDate類其他成員函數(shù)的定義46Date.cpp文件的結(jié)構(gòu)#include"Date.h編譯預處理命令#if!defined、#define和#endif這些預處理命令的功能是當一個文件中多次（直接或間接）包含include"Date.h"語句時，使得CDate類的聲明僅僅被展開一次，而不會被重復展開，從而避免聲明沖突。47編譯預處理命令#if!defined、#define和#e條件編譯命令#if命令和#endif命令屬于條件編譯命令，用于控制源程序中被編譯的部分。條件編譯是指當滿足一定的條件時，才對程序的某部分進行編譯。#if命令和#endif命令要配套使用。在上面的代碼中，使用了下面的形式：#if!defined<標識>#define<標識>……#endif其中，<標識>的命名規(guī)則通常是將頭文件名大寫，前后加下劃線，并將文件名中的“.”也變成下劃線。48條件編譯命令#if命令和#endif命令屬于條件編譯命令，用說明代碼中，“#if！defined__DATE_H__”的含義是：如果沒有定義__DATE_H__標識符，則進行下面程序部分的編譯，直到遇到#endif命令?！?define__DATE_H__”的含義是定義標識符__DATE_H__。通過這些預處理命令的控制，當?shù)?次將頭文件Date.h展開時，“#if！defined__DATE_H__”的返回值為真，定義__DATE_H__標識符，加入CDate類的聲明。當不是第1次展開Date.h文件時，由于__DATE_H__標識符已經(jīng)被定義，因此“#if！defined__DATE_H__”的返回值為假，不再編譯下面的程序部分，這樣就避免了類聲明的沖突。49說明代碼中，“#if！defined__DATE_H__Person.h文件的結(jié)構(gòu)#if!defined__PERSON_H__#define__PERSON_H__#include"Date.h"classCPerson{ ……}; #endif50Person.h文件的結(jié)構(gòu)#if!defined__PPerson.cpp文件的結(jié)構(gòu)#include"Person.h"#include<iostream>usingnamespacestd;CPerson::CPerson(char*strName,char*strID,charcSex,intnYear,intnMonth,intnDay):m_Birthday(nYear,nMonth,nDay){ ……}……//CPerson類其它成員函數(shù)的定義51Person.cpp文件的結(jié)構(gòu)#include"Pers主程序文件（UMIS.cpp）的結(jié)構(gòu)#include"Person.h"#include"Student.h"#include"Employee.h"#include"GraStudent.h"#include<iostream>usingnamespacestd;unsignedlongCStudent::m_nCount=0;unsignedlongCEmployee::m_nCount=0;unsignedlongCGraStudent::m_nCount=0;intmain(){ …… return0;}52主程序文件（UMIS.cpp）的結(jié)構(gòu)#include"PC++程序設(shè)計思路通過面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法，程序編制顯得相對自然和簡捷。首先定義各個類，然后定義若干個對象，然后調(diào)用其成員函數(shù)，由成員函數(shù)來完成程序員所規(guī)定的操作（即讓對象表現(xiàn)自己）。53C++程序設(shè)計思路通過面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法，程序編制顯得相對

第6章基于C++流類庫的文件輸入/輸出及C++程序的組織第6章基于C++流類庫的文件輸入/輸出及C++程序的組文件是指存放在外部介質(zhì)（如硬盤、U盤、光盤等）上的數(shù)據(jù)的集合。根據(jù)數(shù)據(jù)組織的形式，文件可分為文本文件（ASCII文件）和二進制文件。在C++中，可以利用從C語言標準庫保留下來的輸入/輸出函數(shù)庫進行文件的輸入/輸出操作，也可以利用C++的I/O流類庫進行文件的輸入/輸出操作。55文件是指存放在外部介質(zhì)（如硬盤、U盤、光盤等）上的數(shù)據(jù)的集合6.1C++流類庫在C++中，數(shù)據(jù)的輸入/輸出(如從鍵盤讀取數(shù)據(jù)、在顯示器上顯示數(shù)據(jù)、從文件讀取數(shù)據(jù)、將數(shù)據(jù)寫入文件等)可基于流類庫完成。566.1C++流類庫在C++中，數(shù)據(jù)的輸入/輸出(如從鍵盤讀6.1.1C++的流“流”是指數(shù)據(jù)從一個地方到另一個地方的流動抽象。例如，將數(shù)據(jù)從鍵盤或文件讀入內(nèi)存時，稱為“輸入流”；將數(shù)據(jù)從內(nèi)存輸出到顯示器或文件中時，稱為“輸出流”?？梢詮牧髦蝎@取數(shù)據(jù)，也可以向流中添加數(shù)據(jù)。從流中獲取數(shù)據(jù)的操作稱為“提取”操作，向流中添加數(shù)據(jù)的操作稱為“插入”操作。C++提供了4個預定義的標準流對象：cin、cout、cerr和clog。其中，cin是istream類的對象，用于處理標準輸入操作，默認指鍵盤輸入；cout是ostream類的對象，用于處理標準輸出操作，默認指顯示器輸出。576.1.1C++的流“流”是指數(shù)據(jù)從一個地方到另一個地方的cin、cout和clog三個流對象帶有緩沖區(qū)。緩沖區(qū)的概念是：對于輸出，只有當緩沖區(qū)滿后才能將緩沖區(qū)的信息進行輸出；對于輸入，只有輸入一行結(jié)束，才開始從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)。當希望緩沖區(qū)的內(nèi)容立即輸出時，可利用flush和endl。標準流對象常使用提取運算符“>>”和插入運算符“<<”進行輸入和輸出操作。58cin、cout和clog三個流對象帶有緩沖區(qū)。緩沖區(qū)的概念6.1.2C++的流類庫在C++標準庫中，C++流類庫使用類模板進行實現(xiàn)。流類模板具有層次結(jié)構(gòu)，見下圖。59類istream是basic_istream類模板的實例化類類ostream是basic_ostream類模板的實例化類類iftream是basic_ifstream類模板的實例化類類ofstream是basic_ofstream類模板的實例化類類fstream是basic_fstream類模板的實例化類6.1.2C++的流類庫在C++標準庫中，C++流類庫使用6.2利用C++文件流類進行文本文件的讀寫

可通過C++的文件流類ifstream、ofstream和fstream進行文本文件的讀取和保存。606.2利用C++文件流類進行文本文件的讀寫可通過C++的【例6-1】

文本文件的讀寫在本例中，定義了3個學生對象Student1、Student2和Student3。首先進行了打開文件操作，將這些學生對象的信息以文本數(shù)據(jù)的形式寫入了文本文件“StudentInfo.txt”，再通過讀取該文件，將這些信息讀入了另外3個學生對象Student1_1、Student2_1和Student3_1中，最后將Student1_1、Student2_1和Student3_1的信息進行了輸出。61【例6-1】文本文件的讀寫在本例中，定義了3個學生對象S#include<iostream>#include<fstream>usingnamespacestd;classCDate {……};……classCPerson {protected: char*m_strName; ……public: ……

virtualvoidWriteFile(ofstream&fs);//數(shù)據(jù)寫入文件

virtualvoidReadFile(ifstream&fs);//從文件中讀取數(shù)據(jù)};……62人員類輸出文件流類輸入文件流類日期類#include<iostream>9人員類輸出文件流類輸voidCPerson::WriteFile(ofstream&fs){ fs<<m_strName<<'\n'<<m_strID <<' '<<m_cSex<<' '<<m_Birthday.GetYear() <<' '<<m_Birthday.GetMonth() <<' '<<m_Birthday.GetDay()<<' ';}63利用插入運算符將人員屬性信息寫到輸出文件流fs中voidCPerson::WriteFile(ofstrevoidCPerson::ReadFile(ifstream&fs){ intnYear,nMonth,nDay; charstrName[256],strID[12]; fs.getline(strName,256); fs>>strID>>m_cSex>>nYear>>nMonth>>nDay;

delete[]m_strname; m_strName=newchar[strlen(strName)+1]; strcpy(m_strName,strName); delete[]m_strID; m_strID=newchar[strlen(strID)+1]; strcpy(m_strID,strID); CDateBirthday(nYear,nMonth,nDay); m_Birthday=Birthday;}}64利用提取運算符從輸入文件流fs讀取信息從輸入文件流fs中讀取一行信息voidCPerson::ReadFile(ifstreaclassCStudent:publicCPerson { staticunsignedlongm_nCount; protected: char*m_strMajor; public: ……

voidWriteFile(ofstream&fs);//數(shù)據(jù)寫入文件

voidReadFile(ifstream&fs);//從文件中讀取數(shù)據(jù)};……voidCStudent::WriteFile(ofstream&fs){ CPerson::WriteFile(fs); fs<<m_strMajor<<endl;}65classCStudent:publicCPersonvoidCStudent::ReadFile(ifstream&fs){ CPerson::ReadFile(fs); charstrMajor[256]; fs.getline(strMajor,256); delete[]m_strMajor; m_strMajor=newchar[strlen(strMajor)+1]; strcpy(m_strMajor,strMajor);}66voidCStudent::ReadFile(ifstreunsignedlongCStudent::m_nCount=0; intmain(){ CStudentStudent1("李江","50200900825",'0',1991,3,7,"計算機科學與技術(shù)"); CStudentStudent2("趙梅","50200900826",'1',1991,6,8,"計算機科學與技術(shù)"); CStudentStudent3("武峰","50200900827",'0',1990,5,6,"計算機科學與技術(shù)");

ofstreamfout("StudentInfo.txt");

if(fout.fail())

{ cout<<"Openfilefailture!"<<endl; return1; }

Student1.WriteFile(fout); Student2.WriteFile(fout); Student3.WriteFile(fout);

fout.close();

67定義輸出文件流對象fout并通過它打開或創(chuàng)建文件StudentInfo.txt如果文件打開或創(chuàng)建失敗，則退出將學生的信息寫到輸出文件流對象fout中關(guān)閉文件unsignedlongCStudent::m_nCou

ifstreamfin("StudentInfo.txt");

if(fin.fail()) { cout<<"Openfilefailture!"<<endl; return1; } CStudentStudent1_1,Student2_1,Student3_1;

Student1_1.ReadFile(fin); Student2_1.ReadFile(fin); Student3_1.ReadFile(fin);

fin.close(); Student1_1.DisplayInfo(); cout<<endl; Student2_1.DisplayInfo(); cout<<endl; Student3_1.DisplayInfo(); cout<<endl; return0;}68定義輸入文件流對象fin并通過它打開文件StudentInfo.txt如果文件打開失敗，則退出將輸入流文件對象fin中的數(shù)據(jù)讀到學生對象中關(guān)閉文件輸出學生信息 ifstreamfin("StudentInfo.txt程序的運行結(jié)果如下：姓名：李江編號：50200900825性別：男出生日期：1991,3,7專業(yè)：計算機科學與技術(shù)姓名：趙梅編號：50200900826性別：女出生日期：1991,6,8專業(yè)：計算機科學與技術(shù)姓名：武峰編號：50200900827性別：男出生日期：1990,5,6專業(yè)：計算機科學與技術(shù)如果用記事本程序打開文本文件“StudentInfo.txt”，就會看到下圖所示的內(nèi)容：69程序的運行結(jié)果如下：16本例中對文件的操作過程①打開文件StudentInfo.txt，如果該文件不存在，則創(chuàng)建一個文件名為StudentInfo.txt的新文件。②將學生信息以文本的形式寫到文件中。③關(guān)閉此文件。④重新打開StudentInfo.txt文件。⑤將文件中的數(shù)據(jù)讀到學生對象中。⑥關(guān)閉此文件。70本例中對文件的操作過程①打開文件StudentInfo.說明

（1）C++提供了3個用于文件輸入/輸出的文件流類，如下所示。 ①ifstream:輸入文件流類，用于文件的輸入。 ②ofstream:輸出文件流類，用于文件的輸出。 ③fstream:輸入/輸出文件流類，用于文件的輸入/輸出。 在使用這些文件流類時，通常要在程序中包含頭文件fstream。例如：

#include<fstream>71說明（1）C++提供了3個用于文件輸入/輸出的文件流類，如（2）文件流類對象的定義和文件的打開①在利用文件流類進行文件操作時，首先要建立流類的對象。例如：

ifstreamfin; ofstreamfout; fstreamfin_out;②可以通過流類對象的構(gòu)造函數(shù)打開文件，例如：

ofstreamfout("StudentInfo.txt");該語句定義了輸出文件流類的對象fout，并通過其構(gòu)造函數(shù)打開了用于輸出的文件StudentInfo.txt。

再例如：

ifstreamfin("StudentInfo.txt");該語句定義了輸入文件流類的對象fin，并通過其構(gòu)造函數(shù)打開了用于輸入的文件StudentInfo.txt。72（2）文件流類對象的定義和文件的打開①在利用文件流類進行文③通過文件流對象的成員函數(shù)open()打開文件調(diào)用該函數(shù)的一般形式為：

文件流對象.open(文件名,打開方式);其中，“文件名”可以包括路徑（如 “D:\\data\\StudentInfo.txt”），如果不指明路徑，則默認為當前目錄下的文件。“打開方式”決定如何打開文件，如表6-1所示。73③通過文件流對象的成員函數(shù)open()打開文件調(diào)用該函數(shù)的表6-1文件的打開方式方式功能ios::app打開一個已存在的文件，以將數(shù)據(jù)添加到文件的尾部。這種方式打開的文件只能用于輸出ios::ate打開一個已存文件，并將文件指針移到文件的尾部ios::binary以二進制的形式打開文件ios::in打開一個文件，進行文件輸入操作ios::out打開一個文件，進行文件輸出操作ios::trunc打開一個文件，如果該文件已存在，則清除文件的內(nèi)容，文件的長度變?yōu)榱?4表6-1文件的打開方式方式功能ios::app打開一個已存●如果用ifstream類來定義一個流對象，則隱含為輸入流，不必再添加ios::in說明；如果用ofstream類來定義一個流對象，則隱含為輸出流，不必再添加ios::out說明。 例如：

ifstreamin; in.open("test.dat");//等同于in.open("test.dat",ios::in); ofstreamout; out.open("test.dat");//等同于out.open("test.dat",ios::out)●當指定“ios::out”方式后，隱含為“ios::trunc”方式，即如果打開的輸出文件已存在，則自動清空該文件的內(nèi)容?！袢绻募蜷_時需要多種打開方式的組合，則應使用“|”（位或操作符）將幾種打開方式組合在一起。例如，可采用以下方式打開一個能夠進行輸入和輸出的二進制文件。

fstreamfin_out; fin_out.open("test.dat",ios::in|ios::out|ios::binary);75●如果用ifstream類來定義一個流對象，則隱含為輸入流④在進行文件打開操作時，應該判斷文件打開是否成功，見下面的語句。

if(fout.fail()) cout<<"Openfilefailture!"<<endl;

fail()函數(shù)是basic_ios類模板(見圖6-1)的成員函數(shù)。在這里，當返回值為true時，說明出現(xiàn)了文件打開錯誤。76④在進行文件打開操作時，應該判斷文件打開是否成功，見下面的（3）文本文件的讀寫●可通過提取運算符“>>”和插入運算符“<<”對文件流對象進行操作，實現(xiàn)文件的讀和寫?！駁etline()函數(shù)

fs.getline(strName,256);//從文件中讀取姓名信息

函數(shù)getline()是basic_istream的成員函數(shù)，其函數(shù)聲明是：basic_istream&getline(char_type*_Str,streamsize_Count);

其含義是：從文件流中讀取_Count個字節(jié)到_Str所指的內(nèi)存中，如果還沒有讀取_Count個字節(jié)就遇到回車符'\n'，則讀取過程中止。77（3）文本文件的讀寫●可通過提取運算符“>>”和插入運算符“（4）文件的關(guān)閉在對文件的讀寫操作完成后，應關(guān)閉文件。通過關(guān)閉操作，文件流對象與相應的物理文件進行了脫離。如果不進行文件的關(guān)閉，則可能造成文件數(shù)據(jù)的丟失。關(guān)閉文件可使用流類的成員函數(shù)close()完成，例如：fout.close();fin.close();78（4）文件的關(guān)閉在對文件的讀寫操作完成后，應關(guān)閉文件。通過關(guān)6.3利用C++文件流類進行二進制文件的讀寫當進行二進制文件的讀寫時，在打開文件時要使用“ios::binary”來指定以二進制的形式進行文件流的操作。對二進制文件的讀寫可使用C++流類的get()、put()成員函數(shù)或read()、write()成員函數(shù)。這些函數(shù)也可以用于文本文件的讀寫。下面首先通過read()、write()函數(shù)改寫例6-1，實現(xiàn)二進制文件的讀寫，然后介紹get()、put()函數(shù)的使用方法。796.3利用C++文件流類進行二進制文件的讀寫當進行二進制6.3.1利用write()和read()函數(shù)實現(xiàn)二進制文件的讀寫 【例6-2】

二進制文件的讀寫。 本例將學生信息寫入二進制文件，然后再從二進制文件中讀出學生信息并進行顯示。本例在例6-1的代碼基礎(chǔ)上進行修改，主要代碼如下所示。806.3.1利用write()和read()函數(shù)實現(xiàn)二進制……voidCPerson::WriteFile(ofstream&fs){ unsignedcharucStrLength; //計算姓名字符串（包括字符串結(jié)束符）的長度 ucStrLength=strlen(m_strName)+1; //寫入姓名字符串的長度

fs.write((char*)&ucStrLength,sizeof(ucStrLength)); //寫入姓名字符串

fs.write(m_strName,ucStrLength); ucStrLength=strlen(m_strID)+1; //寫入編號字符串的長度

fs.write((char*)&ucStrLength,sizeof(ucStrLength));81……28//寫入編號字符串fs.write(m_strID,ucStrLength);//寫入性別字符fs.write(&m_cSex,sizeof(m_cSex));//寫入出生日期fs.write((char*)&m_Birthday,sizeof(m_Birthday));}82//寫入編號字符串29voidCPerson::ReadFile(ifstream&fs){ unsignedcharucStrLength; //讀入姓名字符串的長度

fs.read((char*)&ucStrLength,sizeof(ucStrLength)); delete[]m_strName; m_strName=newchar[ucStrLength]; //讀入姓名字符串

fs.read(m_strName,ucStrLength);

//讀入編號字符串的長度 fs.read((char*)&ucStrLength,sizeof(ucStrLength)); delete[]m_strID; m_strID=newchar[ucStrLength];

fs.read(m_strID,ucStrLength);//讀入編號字符串 fs.read(&m_cSex,sizeof(m_cSex)); fs.read((char*)&m_Birthday,sizeof(m_Birthday));}83voidCPerson::ReadFile(ifstrea……voidCStudent::WriteFile(ofstream&fs){

CPerson::WriteFile(fs); unsignedcharucStrLength; //計算專業(yè)字符串(包括字符串結(jié)束符)的長度 ucStrLength=strlen(m_strMajor)+1; //寫入專業(yè)字符串長度

fs.write((char*)&ucStrLength,sizeof(ucStrLength)); //寫入專業(yè)字符串

fs.write(m_strMajor,ucStrLength);}84……31voidCStudent::ReadFile(ifstream&fs){

CPerson::ReadFile(fs); unsignedcharucStrLength; //讀入專業(yè)字符串長度

fs.read((char*)&ucStrLength,sizeof(ucStrLength)); delete[]m_strMajor; m_strMajor=newchar[ucStrLength); //讀入專業(yè)字符串

fs.read(m_strMajor,ucStrLength);}85voidCStudent::ReadFile(ifstreunsignedlongCStudent::m_nCount=0;intmain(){ CStudentStudent1("李江","50200900825",'0',1991,3,7,"計算機科學與技術(shù)"); CStudentStudent2("趙梅","50200900826",'1',1991,6,8,"計算機科學與技術(shù)"); CStudentStudent3("武峰","50200900827",'0',1990,5,6,"計算機科學與技術(shù)");

ofstreamfout("StudentInfo.dat",ios::binary);

if(fout.fail()) { cout<<"Openfilefailture!"<<endl; return1; } Student1.WriteFile(fout); Student2.WriteFile(fout); Student3.WriteFile(fout); fout.close();86定義輸出文件流對象fout并通過它打開或創(chuàng)建二進制文件StudentInfo.dat如果文件打開或創(chuàng)建失敗，則退出將學生的信息寫到輸出文件流對象fout中關(guān)閉文件unsignedlongCStudent::m_nCou

ifstreamfin("StudentInfo.dat",ios::binary); if(fin.fail()) { cout<<"Openfilefailture!"<<endl; return1; } CStudentStudent1_1,Student2_1,Student3_1;

Student1_1.ReadFile(fin); Student2_1.ReadFile(fin); Student3_1.ReadFile(fin); fin.close(); Student1_1.DisplayInfo(); cout<<endl; Student2_1.DisplayInfo(); cout<<endl; Student3_1.DisplayInfo(); cout<<endl; return0;}87定義輸入文件流對象fin并通過它打開二進制文件StudentInfo.dat如果文件打開失敗，則退出將輸入流文件對象fin中的數(shù)據(jù)讀到學生對象中關(guān)閉文件輸出學生信息 ifstreamfin("StudentInfo.dat程序的運行結(jié)果如下：姓名：李江編號：50200900825性別：男出生日期：1991,3,7專業(yè)：計算機科學與技術(shù)姓名：趙梅編號：50200900826性別：女出生日期：1991,6,8專業(yè)：計算機科學與技術(shù)姓名：武峰編號：50200900827性別：男出生日期：1990,5,6專業(yè)：計算機科學與技術(shù)如果用記事本程序打開二進制文件“StudentInfo.dat”，就會看到下圖所示的內(nèi)容：88程序的運行結(jié)果如下：35說明（1）在進行二進制文件的讀寫之前，首先要以二進制的形式打開文件，見下面的語句。ofstreamfout("StudentInfo.dat",ios::binary);ifstreamfin("StudentInfo.dat",ios::binary);（2）write()是ostream類的成員函數(shù)，其函數(shù)原型如下：ostream&write(constchar*,int);

在進行文件操作時，函數(shù)的第1個參數(shù)表示要寫入文件的數(shù)據(jù)所在的內(nèi)存起始地址，第2個參數(shù)是要寫入文件的字節(jié)數(shù)。（3）read()是istream類的成員函數(shù)，其函數(shù)形式如下：

istream&read(char*,int);

在進行文件操作時，函數(shù)的第1個參數(shù)表示從文件中讀入的數(shù)據(jù)所存放的內(nèi)存空間的起始地址，函數(shù)的第2個參數(shù)表示從文件中讀入的字節(jié)數(shù)。89說明（1）在進行二進制文件的讀寫之前，首先要以二進制的形式6.3.2利用get()和put()函數(shù)實現(xiàn)二進制文件的讀寫get()函數(shù)是輸入流類istream的成員函數(shù)，可以通過它從文件流對象中讀取數(shù)據(jù)，每次讀出一個字節(jié)（字符）。put()函數(shù)是輸出流類ostream的成員函數(shù)，可以通過它向文件流對象中寫入數(shù)據(jù)，每次寫入一個字節(jié)（字符）。下面給出一個利用get()和put()函數(shù)讀寫二進制文件的例子。906.3.2利用get()和put()函數(shù)實現(xiàn)二進制文件的【例6-3】

將0～9共10個數(shù)寫入二進制文件，然后從該文件中讀取這些數(shù)并顯示。#include<iostream>#include<fstream>usingnamespacestd;intmain(){

ofstreamfout("number.dat",ios::binary); if(fout.fail()) { cout<<"Openfilefailture!"<<endl; return1; }91定義輸出文件流對象fout并通過它打開或創(chuàng)建二進制文件number.dat如果文件打開或創(chuàng)建失敗，則退出【例6-3】將0～9共10個數(shù)寫入二進制文件，然后從該文 for(unsignedcharc=0;c<10;c++)

fout.put(c);

fout.close();

ifstreamfin("number.dat",ios::binary);

if(fin.fail()) { cout<<"Openfilefailture!"<<endl