C++ 中打开文件的多种方式及相关流类

C++学习：

https://blog.csdn.net/2301_80220607/category_12805124.html?spm=1001.2014.3001.5482

前言：

打开一个文件的方式都有哪些，都可以通过哪些流来获取它？

在 C++ 中，打开文件可以通过多种流类实现，每种方式都有其特定的用途和特点。以下是详细的分类和说明：

目录

1. 使用标准文件流类（ ）

1.1 ofstream - 输出文件流（写入）

1.2 ifstream - 输入文件流（读取）

1.3 fstream - 双向文件流（读写）

2. 使用 C 风格文件操作（ ）

3. 使用文件描述符（POSIX/unistd.h）

4. 使用内存映射文件（高级方式）

5. 文件打开模式详解

5.1 C++ 流打开模式（位掩码组合）

5.2 C 风格打开模式

6. 不同方式的比较

7. 最佳实践建议

8. 高级用法示例

8.1 同时读写文件

8.2 二进制文件操作

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1. 使用标准文件流类（）

1.1 ofstream - 输出文件流（写入）

#include // 方式1：构造函数直接打开std::ofstream outFile1(\"output.txt\"); // 默认模式：ios::out | ios::trunc// 方式2：先创建后打开std::ofstream outFile2;outFile2.open(\"output.txt\", std::ios::app); // 追加模式// 写入数据outFile1 << \"Hello World\" << std::endl;

1.2 ifstream - 输入文件流（读取）

#include // 方式1：构造函数直接打开std::ifstream inFile1(\"input.txt\"); // 默认模式：ios::in// 方式2：先创建后打开std::ifstream inFile2;inFile2.open(\"input.txt\");// 读取数据std::string line;while (std::getline(inFile2, line)) { std::cout << line << std::endl;}

1.3 fstream - 双向文件流（读写）

#include // 读写模式std::fstream ioFile(\"data.txt\", std::ios::in | std::ios::out);// 读写二进制文件std::fstream binFile(\"data.bin\",  std::ios::binary |  std::ios::in |  std::ios::out);

2. 使用 C 风格文件操作（）

#include // 打开方式FILE* file = fopen(\"file.txt\", \"r\"); // 读取FILE* file = fopen(\"file.txt\", \"w\"); // 写入（清空）FILE* file = fopen(\"file.txt\", \"a\"); // 追加FILE* file = fopen(\"file.bin\", \"rb\"); // 二进制读取if (file != nullptr) { // 使用文件... fclose(file); // 必须手动关闭}

3. 使用文件描述符（POSIX/unistd.h）

#include #include int fd = open(\"file.txt\", O_RDONLY); // 只读int fd = open(\"file.txt\", O_WRONLY | O_CREAT, 0644); // 写入+创建if (fd != -1) { char buffer[1024]; read(fd, buffer, sizeof(buffer)); close(fd); // 必须手动关闭}

4. 使用内存映射文件（高级方式）

#include #include #include int fd = open(\"largefile.bin\", O_RDONLY);void* mapped = mmap(nullptr, file_size, PROT_READ, MAP_PRIVATE, fd, 0);// 使用映射的内存区域...munmap(mapped, file_size);close(fd);

5. 文件打开模式详解

5.1 C++ 流打开模式（位掩码组合）

模式标志 描述 std::ios::in 读取模式 std::ios::out 写入模式 std::ios::app 追加写入 std::ios::ate 打开后定位到文件末尾 std::ios::trunc 如果文件存在则清空 std::ios::binary 二进制模式

5.2 C 风格打开模式

模式 描述 \"r\" 只读 \"w\" 只写（创建/清空） \"a\" 追加写入 \"r+\" 读写 \"w+\" 读写（创建/清空） \"a+\" 读和追加

6. 不同方式的比较

特性 C++ 流 C 文件操作 文件描述符 面向对象 ✓ ✗ ✗ 类型安全 ✓ ✗ ✗ 自动资源管理 ✓ ✗ ✗ 格式化I/O ✓ ✓ ✗ 二进制I/O ✓ ✓ ✓ 低级控制 ✗ 部分 ✓ 跨平台 ✓ ✓ 基本✓ 性能 中等 较高 最高

7. 最佳实践建议

1. 常规文本文件操作：优先使用 C++ 文件流（fstream/ofstream/ifstream）

2. 高性能需求：考虑使用 C 风格文件操作或文件描述符

3. 二进制文件：总是使用 std::ios::binary 标志

4. 资源管理：使用 RAII 原则，推荐 C++ 流自动管理资源

5. 错误检查：始终检查文件是否成功打开

   std::ofstream file(\"data.txt\");if (!file.is_open()) { // 错误处理}

8. 高级用法示例

8.1 同时读写文件

std::fstream file(\"data.txt\",  std::ios::in |  std::ios::out |  std::ios::ate); // 打开并定位到末尾if (file) { // 读取当前位置 std::streampos endPos = file.tellg(); // 回到开头读取 file.seekg(0); std::string content; std::getline(file, content); // 写入新数据 file << \"\\nNew data appended\";}

8.2 二进制文件操作

struct Record { int id; char name[50]; double value;};// 写入二进制std::ofstream binOut(\"data.bin\", std::ios::binary);Record rec{1, \"Test\", 3.14};binOut.write(reinterpret_cast(&rec), sizeof(Record));// 读取二进制std::ifstream binIn(\"data.bin\", std::ios::binary);Record inRec;binIn.read(reinterpret_cast(&inRec), sizeof(Record));

选择哪种方式取决于具体需求，C++ 文件流提供了最安全和方便的方式，而 C 风格和文件描述符则提供了更多的控制和更高的性能。