### C++中的简单文件I/O操作详解
#### 一、ASCII输出
在C++中，进行文件的输入输出（I/O）操作是非常常见的需求。本文将详细介绍如何使用C++来进行基本的ASCII文件I/O操作。
要进行文件I/O操作，首先需要包含相应的头文件。在C++中，用于文件I/O的标准头文件是`<fstream>`，而不是早期版本中的`<fstream.h>`。这是因为C++标准库中的所有头文件都没有后缀。因此，你只需要包含`<fstream>`即可：
```cpp
#include <fstream>
```
对于ASCII文件输出操作，可以使用`std::ofstream`类。这个类继承自`std::ostream`，这意味着你可以像使用`std::cout`一样使用它。下面是一个简单的示例，演示如何使用`std::ofstream`来创建并写入一个文本文件：
```cpp
#include <fstream>
#include <iostream>
int main() {
std::ofstream fout("output.txt"); // 构造函数中直接打开文件
if (!fout.is_open()) {
std::cerr << "Failed to open file.\n";
return 1;
}
int num = 150;
const char* name = "John Doe";
fout << "Here is a number: " << num << '\n';
fout << "Now here is a string: " << name << '\n';
fout.close(); // 关闭文件
return 0;
}
```
在这个示例中，我们首先通过构造函数打开了名为`output.txt`的文件。如果文件不存在，`std::ofstream`会自动创建它。接着，我们使用`fout`对象将数据写入文件。注意，完成写入后，我们需要调用`close()`方法来确保所有数据都已正确写入文件，并且文件句柄被释放。
#### 二、ASCII输入
接下来，我们来看如何读取ASCII文件。为此，可以使用`std::ifstream`类，它同样继承自`std::istream`，提供了与`std::cin`类似的接口。下面的示例演示了如何从文件中读取不同的数据类型：
```cpp
#include <fstream>
#include <iostream>
int main() {
std::ifstream fin("input.txt");
if (!fin.is_open()) {
std::cerr << "Failed to open file.\n";
return 1;
}
int number;
float real;
char letter, word[8];
fin >> number >> word >> real >> letter;
char sentence[101];
fin.getline(sentence, 100); // 读取一行文本
std::cout << "Number: " << number << '\n';
std::cout << "Word: " << word << '\n';
std::cout << "Real: " << real << '\n';
std::cout << "Letter: " << letter << '\n';
std::cout << "Sentence: " << sentence << '\n';
fin.close();
return 0;
}
```
在这个示例中，我们首先打开了名为`input.txt`的文件。然后，我们使用`>>`操作符来逐个读取数据。对于单个字符和单词，`>>`操作符在遇到空白字符时会停止读取。然而，当我们需要读取整行文本时，就需要使用`getline()`函数。这个函数的第一个参数是要读入的字符数组，第二个参数是数组的最大容量（不包括终止符）。
#### 三、二进制输入输出
除了ASCII文件外，C++还支持二进制文件的读写。二进制文件通常用于保存结构化的数据，例如类的实例或复杂的数据结构。与ASCII文件相比，二进制文件的读写更为高效，因为它们不需要转换成人类可读的形式。
要写入二进制文件，我们可以使用`std::ofstream`对象，并设置`binary`模式。同样的，读取二进制文件时，我们使用`std::ifstream`并设置`binary`模式。
以下是一个简单的示例，演示如何写入和读取一个简单的二进制文件：
```cpp
#include <fstream>
#include <iostream>
struct Person {
char name[50];
int age;
};
int main() {
Person p;
strcpy(p.name, "John Doe");
p.age = 30;
std::ofstream fout("person.bin", std::ios::binary); // 打开二进制文件
fout.write(reinterpret_cast<const char*>(&p), sizeof(Person)); // 写入二进制数据
fout.close();
Person p_read;
std::ifstream fin("person.bin", std::ios::binary); // 读取二进制文件
fin.read(reinterpret_cast<char*>(&p_read), sizeof(Person)); // 读取二进制数据
fin.close();
std::cout << "Name: " << p_read.name << ", Age: " << p_read.age << '\n';
return 0;
}
```
在这个示例中，我们定义了一个`Person`结构体，并使用`fout.write()`方法将其写入二进制文件。注意，我们需要使用`reinterpret_cast`来将结构体指针转换为字符指针，以便`write()`方法能够正确地处理。同样，在读取时，我们使用`fin.read()`方法来从文件中读取数据，并将其存储在`Person`结构体中。
总结起来，C++中的文件I/O操作非常强大和灵活。无论是简单的ASCII文件还是复杂的二进制文件，C++都提供了丰富的工具和支持来帮助开发者轻松地处理各种文件操作需求。通过本文的学习，你应该已经掌握了如何使用C++进行基本的文件I/O操作，无论是输出还是输入。
