Файлы. Виды файлов. Файловая переменная. Общая схема работы с файлами.

Большинство компьютерных программ работают с файлами, и поэтому возникает необходимость создавать, удалять, записывать читать, открывать файлы. Что же такое файл? Файл – именованный набор байтов, который может быть сохранен на некотором накопителе. Ну, теперь ясно, что под файлом понимается некоторая последовательность байтов, которая имеет своё, уникальное имя, например файл.txt. В одной директории не могут находиться файлы с одинаковыми именами. Под именем файла понимается не только его название, но и расширение, например: file.txt и file.dat - разные файлы, хоть и имеют одинаковые названия. Существует такое понятие, как полное имя файлов – это полный адрес к директории файла с указанием имени файла, например: D:\docs\file.txt. Важно понимать эти базовые понятия, иначе сложно будет работать с файлами.

Для работы с файлами необходимо подключить заголовочный файл <fstream>. В <fstream> определены несколько классов и подключены заголовочные файлы <ifstream> - файловый ввод и <ofstream> - файловый вывод.

Файловый ввод/вывод аналогичен стандартному вводу/выводу, единственное отличие – это то, что ввод/вывод выполнятся не на экран, а в файл. Если ввод/вывод на стандартные устройства выполняется с помощью объектов cin и cout, то для организации файлового ввода/вывода достаточно создать собственные объекты, которые можно использовать аналогично операторам cin и cout.

Например, необходимо создать текстовый файл и записать в него строку Работа с файлами в С++. Для этого необходимо проделать следующие шаги:

создать объект класса ofstream;

cвязать объект класса с файлом, в который будет производиться запись;

записать строку в файл;

закрыть файл.

Почему необходимо создавать объект класса ofstream, а не класса ifstream? Потому, что нужно сделать запись в файл, а если бы нужно было считать данные из файла, то создавался бы объект класса ifstream.

// создаём объект для записи в файл

ofstream /*имя объекта*/; // объект класса ofstream

Назовём объект – fout, Вот что получится:1 ofstream fout;

Для чего нам объект? Объект необходим, чтобы можно было выполнять запись в файл. Уже объект создан, но не связан с файлом, в который нужно записать строку.1 fout.open("cppstudio.txt"); // связываем объект с файлом

Через операцию точка получаем доступ к методу класса open(), в круглых скобочках которого указываем имя файла. Указанный файл будет создан в текущей директории с программой. Если файл с таким именем существует, то существующий файл будет заменен новым. Итак, файл открыт, осталось записать в него нужную строку. Делается это так:1 fout << "Работа с файлами в С++"; // запись строки в файл

Используя операцию передачи в поток совместно с объектом fout строка Работа с файлами в С++ записывается в файл. Так как больше нет необходимости изменять содержимое файла, его нужно закрыть, то есть отделить объект от файла.1 fout.close(); // закрываем файл

Итог – создан файл со строкой Работа с файлами в С++.

Шаги 1 и 2 можно объединить, то есть в одной строке создать объект и связать его с файлом. Делается это так:1 ofstream fout("cppstudio.txt"); // создаём объект класса ofstream и связываем его с файлом cppstudio.txt

Объединим весь код и получим следующую программу.

// file.cpp: определяет точку входа для консольного приложения.

#include "stdafx.h"

#include <fstream>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])

{

ofstream fout("cppstudio.txt"); // создаём объект класса ofstream для записи и связываем его с файлом cppstudio.txt

fout << "Работа с файлами в С++"; // запись строки в файл

fout.close(); // закрываем файл

system("pause");

return 0;

}

Осталось проверить правильность работы программы, а для этого открываем файл cppstudio.txt и смотрим его содержимое, должно быть - Работа с файлами в С++.

Для того чтобы прочитать файл понадобится выполнить те же шаги, что и при записи в файл с небольшими изменениями:

создать объект класса ifstream и связать его с файлом, в который будет производиться запись;

прочитать файл;

закрыть файл

// file_read.cpp: определяет точку входа для консольного приложения.

#include "stdafx.h"

#include <fstream>

#include <iostream>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])

{

setlocale(LC_ALL, "rus"); // корректное отображение Кириллицы

char buff[50]; // буфер промежуточного хранения считываемого из файла текста

ifstream fin("cppstudio.txt"); // открыли файл для чтения

fin >> buff; // считали первое слово из файла

cout << buff << endl; // напечатали это слово

fin.getline(buff, 50); // считали строку из файла

fin.close(); // закрываем файл

cout << buff << endl; // напечатали эту строку

system("pause");

return 0;

}

В программе показаны два способа чтения из файла, первый – используя операцию передачи в поток, второй – используя функцию getline(). В первом случае считывается только первое слово, а во втором случае считывается строка, длинной 50 символов. Но так как в файле осталось меньше 50 символов, то считываются символы включительно до последнего. Обратите внимание на то, что считывание во второй раз (строка 17) продолжилось, после первого слова, а не с начала, так как первое слово было прочитано в строке 14.

Режимы открытия файлов

Режимы открытия файлов устанавливают характер использования файлов. Для установки режима в классе ios_base предусмотрены константы, которые определяют режим открытия файлов (см. Таблица 1)

Режимы открытия файлов можно устанавливать непосредственно при создании объекта или при вызове функции open().1

2 ofstream fout("cppstudio.txt", ios_base::app); // открываем файл для добавления информации к концу файла

fout.open("cppstudio.txt", ios_base::app); // открываем файл для добавления информации к концу файла

Режимы открытия файлов можно комбинировать с помощью поразрядной логической операции или |, например: ios_base::out | ios_base::trunc - открытие файла для записи, предварительно очистив его.

Объекты класса ofstream, при связке с файлами по умолчанию содержат режимы открытия файлов ios_base::out | ios_base::trunc. То есть файл будет создан, если не существует. Если же файл существует, то его содержимое будет удалено, а сам файл будет готов к записи. Объекты класса ifstream связываясь с файлом, имеют по умолчанию режим открытия файла ios_base::in - файл открыт только для чтения. Режим открытия файла ещё называют — флаг, для удобочитаемости в дальнейшем будем использовать именно этот термин. В таблице 1 перечислены далеко не все флаги, но для начала этих должно хватить.

Обратите внимание на то, что флаги ate и app по описанию очень похожи, они оба перемещают указатель в конец файла, но флаг app позволяет производить запись, только в конец файла, а флаг ate просто переставляет флаг в конец файла и не ограничивает места записи.

Разработаем программу, которая, используя операцию sizeof(), будет вычислять характеристики основных типов данных в С++ и записывать их в файл. Характеристики:

число байт, отводимое под тип данных

максимальное значение, которое может хранить определённый тип данных.

Запись в файл должна выполняться в таком формате:

/* data type byte max value

bool = 1 255.00

char = 1 255.00

short int = 2 32767.00

unsigned short int = 2 65535.00

int = 4 2147483647.00

unsigned int = 4 4294967295.00

long int = 4 2147483647.00

unsigned long int = 4 4294967295.00

float = 4 2147483647.00

long float = 8 9223372036854775800.00

double = 8 9223372036854775800.00 */

Такая программа уже разрабатывалась ранее в разделе Типы данных С++ , но там вся информация о типах данных выводилась на стандартное устройство вывода, а нам необходимо программу переделать так, чтобы информация записывалась в файл. Для этого необходимо открыть файл в режиме записи, с предварительным усечением текущей информации файла (строка 14). Как только файл создан и успешно открыт (строки 16 — 20), вместо оператора cout, в строке 22 используем объект fout. таким образом, вместо экрана информация о типах данных запишется в файл.

// write_file.cpp: определяет точку входа для консольного приложения.

#include "stdafx.h"

#include <iostream>

#include <fstream> // работа с файлами

#include <iomanip> // манипуляторы ввода/вывода

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])

{

setlocale(LC_ALL, "rus");

// связываем объект с файлом, при этом файл открываем в режиме записи, предварительно удаляя все данные из него

ofstream fout("data_types.txt", ios_base::out | ios_base::trunc);

if (!fout.is_open()) // если файл небыл открыт

{

cout << "Файл не может быть открыт или создан\n"; // напечатать соответствующее сообщение

return 1; // выполнить выход из программы

}

fout << " data type " << "byte" << " " << " max value " << endl // заголовки столбцов

<< "bool = " << sizeof(bool) << " " << fixed << setprecision(2)

/*вычисляем максимальное значение для типа данных bool*/ << (pow(2,sizeof(bool) * 8.0) - 1) << endl

<< "char = " << sizeof(char) << " " << fixed << setprecision(2)

/*вычисляем максимальное значение для типа данных char*/ << (pow(2,sizeof(char) * 8.0) - 1) << endl

<< "short int = " << sizeof(short int) << " " << fixed << setprecision(2)

/*вычисляем максимальное значение для типа данных short int*/ << (pow(2,sizeof(short int) * 8.0 - 1) - 1) << endl

<< "unsigned short int = " << sizeof(unsigned short int) << " " << fixed << setprecision(2)

/*вычисляем максимальное значение для типа данных unsigned short int*/ << (pow(2,sizeof(unsigned short int) * 8.0) - 1) << endl

<< "int = " << sizeof(int) << " " << fixed << setprecision(2)

/*вычисляем максимальное значение для типа данных int*/ << (pow(2,sizeof(int) * 8.0 - 1) - 1) << endl

<< "unsigned int = " << sizeof(unsigned int) << " " << fixed << setprecision(2)

/*вычисляем максимальное значение для типа данных unsigned int*/ << (pow(2,sizeof(unsigned int) * 8.0) - 1) << endl

<< "long int = " << sizeof(long int) << " " << fixed << setprecision(2)

/*вычисляем максимальное значение для типа данных long int*/ << (pow(2,sizeof(long int) * 8.0 - 1) - 1) << endl

<< "unsigned long int = " << sizeof(unsigned long int) << " " << fixed << setprecision(2)

/*вычисляем максимальное значение для типа данных undigned long int*/ << (pow(2,sizeof(unsigned long int) * 8.0) - 1) << endl

<< "float = " << sizeof(float) << " " << fixed << setprecision(2)

/*вычисляем максимальное значение для типа данных float*/ << (pow(2,sizeof(float) * 8.0 - 1) - 1) << endl

<< "long float = " << sizeof(long float) << " " << fixed << setprecision(2)

/*вычисляем максимальное значение для типа данных long float*/ << (pow(2,sizeof(long float) * 8.0 - 1) - 1) << endl

<< "double = " << sizeof(double) << " " << fixed << setprecision(2)

/*вычисляем максимальное значение для типа данных double*/ << (pow(2,sizeof(double) * 8.0 - 1) - 1) << endl;

fout.close(); // программа больше не использует файл, поэтому его нужно закрыть

cout << "Данные успешно записаны в файл data_types.txt\n";

system("pause");

return 0;

}

Нельзя не заметить, что изменения в программе минимальны, а всё благодаря тому, что стандартный ввод/вывод и файловый ввод/вывод используются абсолютно аналогично. В конце программы, в строке 45 мы явно закрыли файл, хотя это и не обязательно, но считается хорошим тоном программирования. Стоит отметить, что все функции и манипуляторы используемые для форматирования стандартного ввода/вывода актуальны и для файлового ввода/вывода. Поэтому не возникло никаких ошибок, когда оператор cout был заменён объектом fout.