Потоковый ввод/вывод дисковых файлов. Запись и чтение данных при форматированном (текстовом) вводе/выводе

Потоковый ввод/вывод дисковых файлов

Большинству программ требуется сохранять данные на диске и считывать их.
Работа с дисковыми файлами подразумевает наличие еще одного набора специальных классов: ifstream для ввода и ofstream для вывода. Класс fstream осуществляет и ввод, и вывод. Объекты этих классов могут быть ассоциированы с диско-
выми файлами, а их методы — использоваться для обмена данными с ними.

Вернемся к рис. 12.1. На нем видно, что класс ifstream является наследником
класса istream, ofstream — класса ostream, fstream — класса iostream. Эти родитель-
ские классы, в свою очередь, являются наследниками класса ios. Такая иерархия
вполне логична — классы, ориентированные на работу с файлами, могут ис-
пользовать методы более общих классов. К тому же файловые классы использу-
ют принцип множественного наследования, будучи наследниками еще и класса
fstreambase. Этот класс содержит объект класса filebuf, являющегося файловым
буфером, а также ассоциированные методы, унаследованные от более общего
класса streambuf. Обычно программисту не приходится заботиться об этих бу-
ферных классах.

Классы ifstream, ofstream и fstream объявлены в файле FSTREAM.
Программисты на C наверняка обратят внимание на то, что подход к диско-
вому вводу/выводу в C++ оказывается совсем иным. Старые функции языка С,
такие, как fread() и fwrite() в C++, конечно, работают, но они не так хорошо впи-
сываются в концепцию объектно-ориентированной среды программирования.
Новый подход, предлагаемый C++, гораздо прозрачнее и проще в использова-
нии. Кстати говоря, остерегайтесь случайного перемешивания старых функций
С с потоками C++. Они не всегда в хороших отношениях друг с другом, хотя
есть возможность заставить их жить дружно.

Форматированный файловый ввод/вывод

При форматированном вводе/выводе числа хранятся на диске в виде серии сим-
волов. Таким образом, число 6,02 вместо того, чтобы храниться в виде четырех-
байтного значения типа float или восьмибайтного double, хранится в виде после-
довательности символов '6', ',', '0', '2'. Это странно с точки зрения экономии
памяти, особенно в случае многоразрядных чисел, но зато легко применяется на
практике и в некоторых ситуациях гораздо удобнее. Слава Богу, что хоть симво-
лы и строки хранятся в файлах в более или менее привычной форме.

Запись данных

Следующая программа демонстрирует запись символа, целого числа, числа типа
double и двух объектов типа string в дисковый файл. Вывод на экран не произво-
дится. Приведем листинг программы FORMATO.

Листинг 12.2. Программа FORMAT)

// formato.cpp

// Форматированный вывод в файл с использованием <<

#include <fstream> // для файлового ввода/вывода

#include <iostream>

#include <string>

using namespace std;

int main()

{

char ch = 'x';

int j = 77;

double d = 6.02;

string str1 = "Kafka"; // строки без

string str2 = "Proust"; // пробелов

ofstream outfile("fdata.txt"); //создать объект ofstream

outfile << ch // вставить (записать) данные

<< j

<< ' ' // пробелы между числами

<< d

<< str1

<< ' ' // пробелы между строками

<< str2;

cout << "Файл записан\n";

return 0;

}

Здесь мы определили объект outfile в качестве компонента класса ofstream.
В то же время мы инициализировали его файлом FDATA.TXT. Инициализация
резервирует для дискового файла с данным именем различные ресурсы и полу-
чает доступ (или открывает файл) к нему. Если файл не существует, он созда-
ется. Если файл уже существует, он переписывается — новые данные в нем
заменяют старые. Объект outfile ведет себя подобно cout из предыдущих про-
грамм, поэтому можно использовать операцию вставки (<<) для вывода пере-
менных любого из стандартных типов в файл. Это так замечательно работает
потому, что оператор вставки перегружен в классе ostream, который является
родительским для ofstream.

Когда программа завершается, объект outfile вызывает свой деструктор, кото-
рый закрывает файл, так что нам не приходится делать это явным образом.

Есть несколько потенциальных проблем с форматированным выводом в дис-
ковые файлы. Во-первых, надо разделять числа (77 и 6,02, например) нечисло-
выми символами. Поскольку они хранятся в виде последовательности симво-
лов, а не в виде полей фиксированной длины, это единственный шанс узнать
при извлечении, где кончается одно и начинается другое число. Во-вторых, меж-
ду строками должны быть разделители — по тем же причинам. Это подразуме-
вает, что внутри строки не может быть пробелов. В этом примере для разделе-
ния данных мы использовали пробел в обоих случаях. Радует то, что символы
не нуждаются в разделителях, хотя они и являются данными фиксированной
длины.

Посмотреть на результаты работы программы FORMATO можно, открыв файл
FDATA.TXT с помощью программы WORDPAD или команды DOS TYPE.

Чтение данных

Прочитать файл, созданный программой FORMATO, можно с использованием объ-
екта типа ifstream, инициализированного именем файла. Файл автоматически откры-
вается при создании объекта. Затем данные из него можно считать с помощью
оператора извлечения (>>).

Приведем листинг программы FORMATI, которая считывает данные из файла
FDATA.TXT.

Листинг 12.3. Программа FORMATI

// formati.cpp

// форматированное чтение из файла с помощью >>

#include <fstream> // для файлового ввода/вывода

#include <iostream>

#include <string>

using namespace std;

int main()

{

char ch;

int j;

double d;

string str1;

string str2;

ifstream infile("fdata.txt"); // создать объект ifstream

// извлечь (прочесть) из него данные

infile >> ch >> j >> d >> str1 >> str2;

cout << ch << endl // вывести данные

<< j << endl

<< d << endl

<< str1 << endl

<< str2 << endl;

return 0;

}

Объект типа ifstream, который мы назвали infile, действует примерно так же, как
cin в предыдущих программах. Если мы корректно вставляли данные в файл, то
извлечь их не составит никаких проблем. Мы просто сохраняем их в соответст-
вующих переменных и выводим на экран. Результаты работы программы:

х

6.02

Kafka

Proust

Разумеется, числа приводятся обратно к своему двоичному представлению,
чтобы с ними можно было работать в программе. Так, 77 сохраняется в пере-
менной j типа int, это уже теперь не две семерки символьного типа. 6,02 сохра-
няется в переменной типа double.

Поиск по сайту: