C++文件处理

### C++ 文件处理知识点 #### 1. 文件与数据存储 - **临时数据与永久数据**：在程序运行过程中，存储在内存中的数据是临时的，一旦程序终止这些数据就会丢失。为了永久保存数据，我们需要使用文件系统。 - **文件存储介质**：计算机通过外部存储设备来保存文件，常见的包括硬盘（hard disks）、光盘（CDs 和 DVDs）、闪存驱动器（flash drives）以及磁带（tapes）等。 #### 2. 文件的基本结构 - **数据层次**：数字计算机处理的数据最终都是由二进制形式的0和1组成。这些数据在不同的层级上组织起来，形成文件结构。 - **记录（Record）**：文件通常由一系列相关联的记录构成，记录可以被视为C++中的类。 - **字段（Field）**：记录由多个字段组成，每个字段代表一个具体的信息单元。 - **字节（Byte）**：字段由多个字节构成，一个字节通常由8位组成。 - **位（Bit）**：字节又由多个位构成，每个位只能存储0或1。 #### 3. 文件处理的基本概念 - **字节序列**：在C++中，每个文件被视为一个字节序列，文件的结尾通常用一个特殊的字节标记（EOF，End-of-File marker）来标识。 - **文件流**：当一个文件被打开时，会与一个数据流关联，这个流为程序与文件之间的数据交换提供了通道。 #### 4. 文件处理的实现 - **必需的头文件**：为了进行文件处理，需要包含 `<iostream>` 和 `<fstream>` 头文件。 - `<fstream>` 包含了基本的文件流模板定义，如 `basic_ifstream`（文件输入）、`basic_ofstream`（文件输出）和 `basic_fstream`（文件输入输出）。 #### 5. 创建文件 - **顺序文件的创建**：顺序文件是一种简单的文件类型，其中的数据按照插入的顺序排列。 - 图17.4展示了如何创建一个用于应收账款系统的顺序文件。 - 文件打开模式：`ofstream` 对象可以在创建时不打开任何特定文件，并在之后关联到某个文件。例如，`ofstream outClientFile;` 创建了一个名为 `outClientFile` 的 `ofstream` 对象。 - 使用 `ofstream` 类的成员函数 `open` 打开文件并与对象关联：`outClientFile.open("clients.dat", ios::out);` #### 6. 文件读写操作 - **文件读取位置控制**：为了读取文件中的数据，通常从文件起始位置连续读取所有数据，直到找到所需数据为止。`istream` 和 `ostream` 类提供了函数来重定位文件定位指针。 - `seekg` 函数用于 `istream` 类，`seekp` 函数用于 `ostream` 类。 - 例如，`inClientFile.seekg(0);` 将定位指针移动到文件的起始位置。 - 参数通常是 `long` 类型的整数，可以通过 `ios::beg`、`ios::cur` 或 `ios::end` 来确定定位的方向。 #### 7. 随机访问文件 - **顺序文件的问题**：顺序文件不适合即时存取应用，因为更新操作可能需要重写文件中的大量数据。 - **随机访问文件**：随机访问文件支持即时存取，最适合的方式是要求文件中的所有记录长度固定。 - `ostream` 成员函数 `write` 可以在文件流中指定的位置输出固定字节数的数据。 - `istream` 成员函数 `read` 可以从文件流中指定的位置读取固定字节数的数据到内存中。 - 例如，输出一个4字节的整数可以使用以下语句：`outFile.write(reinterpret_cast<const char*>(&number), sizeof(number));` - 这里 `reinterpret_cast` 用于转换类型，将整数指针转换为字符指针。 #### 8. 总结 - C++ 文件处理主要涉及文件的创建、打开、读写操作及文件定位控制等功能。 - 文件结构的设计对于提高文件处理效率至关重要。 - 掌握 `<fstream>` 头文件提供的基本文件流模板是进行C++文件处理的基础。 - 针对不同应用场景选择合适的文件类型（顺序文件或随机访问文件）非常重要。