Файлы и потоки в C++

Привет, будущие программисты! Сегодня мы отправляемся в захватывающее путешествие по миру файлов и потоков в C++. Как ваш добрый сосед-преподаватель информатики, я здесь, чтобы провести вас через это приключение. Поверьте мне, к концу этого урока вы будете работать с файлами как настоящий профи!

Открытие файла

Начнем с основ. Представьте себе, что у вас есть сундук с сокровищами (то есть наш файл), и вам нужно открыть его, чтобы что-то положить или вытащить. В C++ мы используем так называемый "поток" для взаимодействия с файлами.

Чтобы открыть файл, мы используем класс ifstream для чтения (ввода) и класс ofstream для записи (вывода). Если вы хотите делать и то, и другое, можете использовать класс fstream.

Вот как открыть файл:

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

int main() {
ofstream myFile("treasure.txt");

if (myFile.is_open()) {
cout << "Сундук с сокровищами открыт!" << endl;
} else {
cout << "О, нет! Мы не смогли открыть сундук с сокровищами." << endl;
}

return 0;
}

В этом примере мы пытаемся открыть файл с именем "treasure.txt" для записи. Функция is_open() проверяет, был ли файл успешно открыт.

Закрытие файла

Когда мы заканчиваем работу с нашим сундуком, хорошим тоном (и лучшей практикой) является его закрытие. В C++ файлы закрываются автоматически, когда объект потока выходит из области видимости, но лучше закрывать их явно:

myFile.close();

Запись в файл

Теперь, когда у нас открыт сундук, давайте положим в него немного сокровищ! Запись в файл так проста, как использование оператора <<:

ofstream myFile("treasure.txt");

if (myFile.is_open()) {
myFile << "Золотые монеты: 100" << endl;
myFile << "Волшебные жезлы: 3" << endl;
myFile << "Драконьи яйца: 1" << endl;
cout << "Сокровища добавлены в сундук!" << endl;
} else {
cout << "Не удалось открыть сундук с сокровищами." << endl;
}

myFile.close();

В этом примере мы записываем три строки в наш файл. Каждый оператор << записывает следующий текст в файл, а endl добавляет новую строку.

Чтение из файла

Чтение из файла похоже на проведение инвентаризации нашего сундука. Мы используем класс ifstream и оператор >> для чтения из файла:

#include <string>

ifstream myFile("treasure.txt");
string line;

if (myFile.is_open()) {
while (getline(myFile, line)) {
cout << line << endl;
}
myFile.close();
} else {
cout << "Не удалось открыть сундук с сокровищами." << endl;
}

Здесь мы используем getline() для чтения каждой строки из файла и вывода ее на консоль. Цикл while продолжается до конца файла.

Пример чтения и записи

Давайте комбинируем чтение и запись в более сложном примере. Создадим программу, которая управляет нашим инвентарем сокровищ:

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

int main() {
// Запись в файл
ofstream outFile("inventory.txt");
if (outFile.is_open()) {
outFile << "Золотые монеты: 100" << endl;
outFile << "Волшебные жезлы: 3" << endl;
outFile << "Драконьи яйца: 1" << endl;
outFile.close();
cout << "Инвентарь сохранен!" << endl;
} else {
cout << "Не удалось сохранить инвентарь." << endl;
return 1;
}

// Чтение из файла
ifstream inFile("inventory.txt");
string item;
int count;

if (inFile.is_open()) {
cout << "Текущий инвентарь:" << endl;
while (inFile >> item >> count) {
cout << item << " " << count << endl;
}
inFile.close();
} else {
cout << "Не удалось прочитать инвентарь." << endl;
return 1;
}

return 0;
}

В этом примере мы сначала записываем наш инвентарь в файл, затем читаем его обратно и отображаем. Обратите внимание, как мы используем >> для чтения слов и чисел по отдельности.

Указатели позиции файла

Представьте себе, что вы читаете книгу и хотите отслеживать, на какой странице вы находитесь. Указатели позиции файла делают это для файлов. Они отслеживают, где мы находимся в файле.

Вот несколько полезных функций для работы с указателями позиции файла:

Функция	Описание
tellg()	Возвращает текущую позицию указателя получения (для ввода)
tellp()	Возвращает текущую позицию указателя записи (для вывода)
seekg()	Устанавливает позицию указателя получения
seekp()	Устанавливает позицию указателя записи

Посмотрим на пример:

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

int main() {
fstream file("treasure_map.txt", ios::in | ios::out);

if (!file.is_open()) {
cout << "Не удалось открыть карту сокровищ!" << endl;
return 1;
}

// Запись в файл
file << "X отмечает место!";

// Перемещение к началу файла
file.seekg(0, ios::beg);

// Чтение содержимого
string content;
getline(file, content);
cout << "Карта говорит: " << content << endl;

// Перемещение на 2 символа от начала
file.seekp(2, ios::beg);

// Перезапись части содержимого
file << "не всегда отмечает";

// Перемещение к началу и чтение снова
file.seekg(0, ios::beg);
getline(file, content);
cout << "Теперь карта говорит: " << content << endl;

file.close();
return 0;
}

В этом примере мы записываем в файл, затем читаем из него, затем изменяем часть содержимого и снова читаем. Как будто мы обновляем нашу карту сокровищ!

Итак, смелые исследователи мира C++! Вы научились открывать сундуки (файлы), хранить свои сокровища (записывать данные), проводить инвентаризацию (читать данные) и даже обновлять свои карты сокровищ (манипулировать содержимым файлов). Помните, практика совершенствует мастера, поэтому продолжайте программировать и исследовать. Кто знает, какие цифровые сокровища вы обнаружите впереди? Счастливого кодирования!

Credits: Image by storyset