25、文件操作：文件流（fstream, ifstream, ofstream）、文本文件读写、二进制文件读写、文件定位

文件操作，说白了就是让程序能跟硬盘上的数据打交道。你写的代码跑在内存里，一断电就全没了。但文件不一样，它是持久化的。我刚开始学C++时，觉得文件操作就是「读进来、写出去」，没啥技术含量。直到有一次我写一个日志系统，因为没处理好二进制和文本模式的区别，导致跨平台时数据全乱了……嗯，从那以后我再也不敢小看文件操作了。

25.1 文件流的三兄弟：fstream、ifstream、ofstream

C++ 标准库提供了三个核心类来处理文件：

• ifstream：输入文件流，专门用来读文件。
• ofstream：输出文件流，专门用来写文件。
• fstream：文件流，既能读也能写。

我个人习惯是：如果只需要读，就用 ifstream；只需要写，就用 ofstream；需要同时读写，才用 fstream。这样代码意图更清晰，别人一看就知道你要干嘛。

25.2 文本文件读写

文本文件，就是你能用记事本打开、直接看到内容的文件。读写方式很简单，用 << 和 >> 操作符就行。

写文本文件

#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;

int main() {
    ofstream outFile("example.txt");
    if (!outFile.is_open()) {
        cerr << "文件打开失败！" << endl;
        return 1;
    }

    outFile << "姓名：张三" << endl;
    outFile << "年龄：25" << endl;
    outFile << "分数：92.5" << endl;

    outFile.close();
    return 0;
}

读文本文件

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    ifstream inFile("example.txt");
    if (!inFile.is_open()) {
        cerr << "文件打开失败！" << endl;
        return 1;
    }

    string line;
    while (getline(inFile, line)) {
        cout << line << endl;
    }

    inFile.close();
    return 0;
}

25.3 二进制文件读写

二进制文件，说白了就是按字节读写，不关心内容是什么。图片、视频、可执行文件都是二进制格式。读写时用 read() 和 write() 成员函数。

写二进制文件

#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;

struct Student {
    char name[32];
    int age;
    double score;
};

int main() {
    Student stu = {"李四", 22, 88.5};

    ofstream outFile("student.dat", ios::binary);
    if (!outFile.is_open()) {
        cerr << "文件打开失败！" << endl;
        return 1;
    }

    outFile.write(reinterpret_cast<char*>(&stu), sizeof(stu));
    outFile.close();
    return 0;
}

读二进制文件

#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;

struct Student {
    char name[32];
    int age;
    double score;
};

int main() {
    Student stu;

    ifstream inFile("student.dat", ios::binary);
    if (!inFile.is_open()) {
        cerr << "文件打开失败！" << endl;
        return 1;
    }

    inFile.read(reinterpret_cast<char*>(&stu), sizeof(stu));
    cout << "姓名：" << stu.name << endl;
    cout << "年龄：" << stu.age << endl;
    cout << "分数：" << stu.score << endl;

    inFile.close();
    return 0;
}

25.4 文件定位

文件定位，就是控制「当前读写位置」在文件中的哪里。C++ 提供了两个关键函数：

• tellg() / tellp()：获取当前读/写位置（返回 streampos 类型）。
• seekg() / seekp()：设置读/写位置。

你想想看，为什么要有定位？因为有时候你不想从头读到尾，比如你想直接跳到文件第100个字节开始读。这时候定位就派上用场了。

seekg 的三种定位方式

定位方式	说明	示例
ios::beg	从文件开头算起	seekg(10, ios::beg) → 跳到第10字节
ios::cur	从当前位置算起	seekg(5, ios::cur) → 向后跳5字节
ios::end	从文件末尾算起	seekg(-10, ios::end) → 跳到倒数第10字节

示例：读取文件最后20个字节

#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;

int main() {
    ifstream inFile("example.txt", ios::binary);
    if (!inFile.is_open()) {
        cerr << "文件打开失败！" << endl;
        return 1;
    }

    // 跳到文件末尾前20字节
    inFile.seekg(-20, ios::end);

    char buffer[21] = {0};
    inFile.read(buffer, 20);
    cout << "最后20字节：" << buffer << endl;

    inFile.close();
    return 0;
}

25.5 知识体系总览

下面这张图，帮你把本章的知识点串起来：

这张图把文件操作分成了三大块：文本文件、二进制文件、文件定位。每一块都有对应的类和函数。你写代码时，先想清楚你要处理什么类型的文件，再选对应的工具。别一上来就 fstream 一把梭，那样容易出问题。