C/C++文件读写(最全方法，多种实现)

前言

本章主要详解C/C++对文件的所有常见方法汇总

先要明白一个概念，即几乎在所有编程语言中，文件处理都是一个非常重要的模块

因为文件可以实现对数据大量且长久的存储

一、文件处理过程

无论什么编程语言,处理文件的过程都可以分为以下三步:

1. 打开文件
2. 操作文件
3. 关闭文件

所以当我们操作文件的时候,请务必牢记这三点,因为该逻辑几乎是所有语言通用的,只不过具体实现细节略有差异

二、C处理文件

首先来看C中处理文件的方式，因为C是面向过程的语言，所以使用起来较为繁琐，你需要记住很多函数

而这些函数所在的头文件为:

#include<cstdio> //或者#include<stdio.h>均可

同时需要注意的是：

C语言库中的函数，很多都存在安全隐患，就会存在一个相应的安全函数，一般对应的安全函数名称都是在原函数后添加_s后缀

例如:fopen的安全函数为fopen_s

相比较而言,安全函数会比标准函数使用更繁琐,所以很多情况下我们会习惯于使用标准函数,

但在VS环境下直接使用不安全的函数，会直接报错，编译无法通过，此时就必须要定义对应的宏才能正常使用

而安全函数则无需定义任何宏,可直接使用

具体使用哪一种看个人习惯，官方推荐使用安全函数

1.打开文件

首先是打开文件的函数：

//标准函数:
FILE* fopen(
const char * _FileName,//要打开的文件名,不指定路径,则在当前文件夹找
const char * _Mode //打开的模式 读r 写w 或追加a
);
//返回值:打开失败返回NULL,打开成功则返回指向文件的标识符

//安全函数
 errno_t fopen_s(
FILE**      _Stream, //保存打开文件后的标识符
const char * _FileName, //要打开的文件名,不指定路径,则在当前文件夹找
const char * _Mode //打开的模式 读r 写w 或追加a
            );
 //返回值:打开成功返回0,打开失败则返回对应错误代码

两种函数的使用区别：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS //vs环境下,必须定义该宏,否则报错
#include<cstdio>
using namespace std;
int main() {
	FILE* file = fopen("1.txt","r"); //以读的方式打开文件
	if (file == NULL) { //file为NULL,则打开文件失败,退出程序
		return -1;
	}
}

#include<cstdio>
using namespace std;
int main() {
	FILE* file;
	errno_t err=fopen_s(&file,"1.txt","r"); //以读的方式打开文件
	if (err != 0) { //err不为0,则打开文件失败,退出程序
		return -1;
	}
}

对于mode参数，有如下选择:

2.读文件

然后就是文件操作中的读：

//标准函数:
size_t  fread(
void*  _Buffer, //读取到的内容存放空间
size_t _ElementSize, //每次读多少个字节
size_t _ElementCount, //读多少次
FILE*  _Stream //文件标识符
);
//返回值:实际读取的次数,注意,实际的取得字节数应该是该返回值和_ElementSize参数相乘,所以一般_ElementSize参数填1

//安全函数:
size_t fread_s(
void*  _Buffer,//读取到的内容存放空间
size_t _BufferSize, //第一个参数指示的缓存区大小
size_t _ElementSize,//每次读多少个字节
size_t _ElementCount,//读多少次
FILE*  _Stream //文件标识符
);
//返回值:实际读取的次数,注意,实际的取得字节数应该是该返回值和_ElementSize参数相乘,所以一般_ElementSize参数填1

两者使用区别:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<cstdio>
using namespace std;
int main() {
	FILE* file = fopen("1.txt","r"); //以读的方式打开文件
	if (file == NULL) { //file为NULL,则打开文件失败,退出程序
		return -1;
	}
	char buf[0xFF]; //定义存放读取内容的缓存区
	size_t size=fread(buf,1,100, file); //每次读一个字节,读100次
}

#include<cstdio>
using namespace std;
int main() {
	FILE* file;
	errno_t err=fopen_s(&file,"1.txt","r"); //以读的方式打开文件
	if (err != 0) { //err不为0,则打开文件失败,退出程序
		return -1;
	}
	char buf[0xFF];  //定义存放读取内容的缓存区
	size_t size=fread_s(buf,sizeof(buf),1,100,file);//每次读一个字节,读100次
}

除了上面最基本的读文件数据函数，还有一些其它读操作的函数：

1. fgetc：从文件中读取一个字符

int fgetc(
FILE* _Stream //文件标识符
);
//返回值:返回读取到的一个字符

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS //vs环境下必须定义该宏,否则报错
#include<cstdio>
using namespace std;
int main() {
	FILE* file = fopen("1.txt","r"); //已只读方式打开
	if (file == NULL) {  //打开失败直接返回
		return -1;
	}
	char c=fgetc(file); //读取一个字符
}

2. fgets：从文件中读取一个字符串

char* __cdecl fgets(
char* _Buffer, //存放读到的字符缓冲区
 int   _MaxCount, //该缓存区的大小
FILE* _Stream //文件标识符
);
//返回值:成功为_Buffer指针,失败为NULL

使用:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS //vs环境下必须定义该宏,否则报错
#include<cstdio>
using namespace std;
int main() {
	FILE* file = fopen("1.txt","r"); //已只读方式打开
	if (file == NULL) {  //打开失败直接返回
		return -1;
	}
	char buf[0xFF];
	fgets(buf,0xFF,file); //读取一行字符串
}

3. fscanf：按格式从文件中读取指定内容，与scanf函数类似

int fscanf(
 FILE*       const _Stream,//文件标识符
 char const* const _Format, //指定读取格式,与printf格式相同
        ... //存放读取内容的缓存区
)

使用:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS //vs环境下必须定义该宏,否则报错
#include<cstdio>
using namespace std;
int main() {
	FILE* file = fopen("1.txt","r"); //已只读方式打开
	if (file == NULL) {  //打开失败直接返回
		return -1;
	}
	int d; //存放数字
	char buf[0xFF]; //存放字符串的缓存区
	fscanf(file,"%d %s",&d,buf); //按格式读取文件内容
}

4. fscanf_s：fscanf的安全函数，作用相同

int fscanf_s(
 FILE*       const _Stream,//文件标识符
 char const* const _Format, //指定读取格式,与printf格式相同
        ... //存放读取内容的缓存区,注意在每个缓存区大小后一个参数为该缓存区的大小
)

使用:

#include<cstdio>
using namespace std;
int main() {
	FILE* file;
	errno_t err=fopen_s(&file,"1.txt","r");
	if (err != 0) {
		return -1;
	}
	int b;
	char buf[0xFF];
	fscanf_s(file,"%d %s",&b,buf,sizeof(buf));
	fclose(file);
}

4.写文件

文件操作主要就两个，上面说了读，下面就是写了：

标准函数:

size_t fwrite(
void const* _Buffer, //要写入的内容
size_t _ElementSize, //元素大小
size_t  _ElementCount, //元素个数
FILE*   _Stream //文件标识
 );

使用:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS //vs环境下必须定义该宏,否则报错
#include<cstdio>
using namespace std;
int main() {
	FILE* file = fopen("1.txt","w"); //已只读方式打开
	if (file == NULL) {  //打开失败直接返回
		return -1;
	}
	char buf[] = "test"; //要写入的内容
	fwrite(buf,1,sizeof(buf),file); //写入操作
}

该函数无安全函数

除了最基本的写入函数，还有一些其它的常用写操作函数:

1. fputc：向文件中写入一个字符

int  fputc(
int   _Character,//要写入的字符
FILE* _Stream //文件标识符
);

使用:

#include<cstdio>
using namespace std;
int main() {
	FILE* file;
	errno_t err=fopen_s(&file,"1.txt","w");
	if (err != 0) {
		return -1;
	}
	int ret=fputc('c',file);//向file标识的文件写入一个c字符
}

2. fputs：向文件中写入一个字符串

int fputs(
char const* _Buffer,//要写入的内容
FILE* _Stream //文件标识符
);

使用:

int main() {
	FILE* file;
	errno_t err=fopen_s(&file,"1.txt","w");
	if (err != 0) {
		return -1;
	}
	char buf[] = "test";
	int ret = fputs(buf,file); //将buf内的内容写入到file标识的文件
}

3. fprintf：向文件中写入指定格式字符串，与pritnf函数类似

int fprintf(
 FILE* _Stream, //文件标识符
char const* const _Format, //写入格式 与printf使用方式相同
        ...
)

使用:

#include<cstdio>
using namespace std;
int main() {
	FILE* file;
	errno_t err=fopen_s(&file,"1.txt","w");
	if (err != 0) {
		return -1;
	}
	fprintf(file,"%d %s",4,"test");  //向fille标识的文件写入数字4和字符串test
}

4. fprintf_s：fprintf的安全函数

与fprintf没什么区别,不再讲解

5.关闭文件

最后是关闭文件

int fclose(
FILE* _Stream //文件标识符
);

使用:

#include<cstdio>
using namespace std;
int main() {
	FILE* file;
	errno_t err=fopen_s(&file,"1.txt","w");
	if (err != 0) {
		return -1;
	}
	fclose(file);//关闭文件
}

三、C++处理文件

C++使用了面向对象对文件处理进行了封装,所以处理文件会比C方便很多

为了方便使用，C++封装了三个文件操作类

头文件:

#include<fstream> //处理文件的头文件
using namespace std; //引用该命名空间,不引用将必须使用std::fstring 的方式使用该类

代码:

首先是最通用的类fstream：

#include<fstream>
using namespace std;
int main() {
	fstream file;
	file.open("1.txt",ios::out); //以只写模式打开文件
	char buf[] = "test";
	file.write(buf,sizeof(buf));//写入文件
	file.close(); //关闭文件

	file.open("1.txt", ios::app); //以追加模式打开文件
	char buf1[] = "test1";
	file.write(buf1, sizeof(buf));//写入文件末尾
	file.close(); //关闭文件

	file.open("1.txt",ios::in); //以只读方式打开文件
	char buf2[0xFF]; //存储读取的内容
	file.read(buf2,0xFF); //读文件
	file.close(); //关闭文件
}

模式选择:

但既然已经封装成为了类，那么在特定需求下，打开文件这个操作也是可以省略的

首先是读文件的类ifstream：

#include<iostream>
#include<fstream>
using namespace std;
int main() {
	ifstream f("1.txt");
	char buf[0xFF];
	f.read(buf,0xFF); //普通读取
	char c=f.get(); //读取一个字符

	char bufLine[0xFF];
	f.getline(bufLine,0xFF); //读取一行
}

然后是写文件的类ofstream：

#include<iostream>
#include<fstream>
using namespace std;
int main() {
	ofstream f("1.txt");
	char buf[0xFF];
	f.write("hello world",12); //普通写
	f.put('c'); //写入一个字符
}

四、Windows API处理文件

如果是在windows系统，那么还可以直接调用系统api完成文件读写操作

但会更加复杂

需要头文件:

#include<Windows.h>

首先是打开文件的函数:CreateFileA或CreateFileW

HANDLE CreateFileA(
LPCSTR lpFileName, //要打开的文件名
DWORD dwDesiredAccess, //访问文件权限
DWORD dwShareMode, //文件共享模式
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes, //安全模式,一般填0,默认
DWORD dwCreationDisposition, //打开方式
DWORD dwFlagsAndAttributes, //打开文件的属性和标志,一般为FILE_ATTRIBUTE_NORMAL
HANDLE hTemplateFile //模板文件句柄,一般为NULL
);

然后读文件函数:ReadFile

BOOL ReadFile(
HANDLE       hFile, //要读取的文件句柄,CreateFileA的返回值,相当于c中的FILE
LPVOID       lpBuffer, //存储读取内容的缓存区
DWORD        nNumberOfBytesToRead, //要读取的字节数
LPDWORD      lpNumberOfBytesRead, //接收读到的字节数
LPOVERLAPPED lpOverlapped //重叠结构,一般填NULL
);

还有写文件函数:WriteFile

BOOL WriteFile(
HANDLE       hFile,//要写入的文件句柄,CreateFileA的返回值,相当于c中的FILE
LPCVOID      lpBuffer,//要写入文件的缓存区
DWORD        nNumberOfBytesToWrite, //要写入的字节数
LPDWORD      lpNumberOfBytesWritten, //接收已经写入的字节数
LPOVERLAPPED lpOverlapped //重叠结构,一般填NULL
);

最后是关闭文件函数:CloseHandle

BOOL CloseHandle(
HANDLE hObject  //要关闭的文件句柄
);

示例:

#include<Windows.h>
int main() {
	HANDLE hFile=CreateFileA("1.txt", GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,0,0, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,NULL); //打开读写模式打开文件
	if (hFile == NULL) { //打开文件失败,退出
		return -1;
	}
	DWORD len;
	WriteFile(hFile,"test",sizeof("test"),&len,NULL); //写文件
	char buf[0xFF];
	ReadFile(hFile,buf,0xFF,&len,NULL); //读文件
	CloseHandle(hFile);//关闭文件
}

五、ATL处理文件

如果你觉得直接使用win API操作文件太麻烦，那就可以尝试自己将其封装一个类

而ATL就帮我们把这一个工作给做了，在VS环境下，可以直接包含这个头文件：

#include<atlfile.h>

该头文件中有一个CAtlFile类，就是简洁的将上面的win API函数封装了一下

其使用方式比win API会简洁很多

#include<atlfile.h>
int main() {
	CAtlFile file;
	file.Create(L"text.txt", GENERIC_ALL, 0, CREATE_NEW);
	char buf[20] = "hello world";
	file.Write(buf, 20);
	file.Read(buf, 20);
	file.Close();
}

正如你所看到的，它仅仅只是简单的封装了一下，其参数依旧是win API对应的参数，需要经常查询文档

其优点就是提高了我们的开发速度，而且最终生成的目标程序与直接使用win API进行开发相差不大

总结

如果你希望提高开发速度，跨平台，那么我推荐你使用C++方式

如果在意目标程序的大小，但想要跨平台，那么我推荐你使用C方式

如果你只是想要在windows平台开发程序，很在意程序的大小，那么我就推荐你使用win API

在此基础上如果你还想要提高开发速度，那么就可以使用一下ATL里面封装好的文件类

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