文件读写及字符串与整数的相互转换

　　对于C++中的IO操作，博主nbkyzj的三篇文章概括的特别详细，非常值得参考。这三篇文章是：

　　C++之标准设备IO操作流
　　C++之预定义类型IO格式控制
　　C++之文件IO操作流

　　下文将会部分参考自这三篇文章。

　 1. C++之标准设备IO操作流

　　每种语言系统都会提供IO操作的类库，用于对预定义类型数据进行输入输出的操作。C++也是如此，它是以字节流的形式实现的。在输入操作时，字节流从输入设备(键盘、磁盘)流向内存；在输出操作时，字节流由内存流向输出设备(显示器、打印机)；字节流可以是ASCII字符、二进制数据、图形图像、音频视频等信息。文件和字符串也可以看成是有序的字节流，又称为文件流和字符串流。C++的编译系统自带一个面向对象的输入输出软件包，即IO流类库。库中各种类的声明都被包含在相应的头文件中，比如之前经常用到的头文件iostream，其中使用的cin\cout都是常用的流对象，用于对标准设备的IO操作。还有用于用户文件管理IO操作的fstream头文件(磁盘文件的操作)，用于字符串流的IO操作的strstream头文件(内存字符流的操作)，以及iomanip头文件用于输入输出的格式控制。

　　在IO流类库中包含以下几个常用的流类：

　　

　　ios是抽象基类，类istream和ostream是单继承于ios，而类iostream是通过多继承于类istream和类ostream。ios除了派生出istream和ostream还派生出fstreambase文件流类和strstreambase串流类，而该4类又派生出ifstream、ofstream、istrstream、ostrstream，以及fstream和strstream。

　　在C++中除了上述提到过的预定义流对象cout和cin外，还有非缓冲标准出错流对象cerr和缓冲标准出错流对象clog，它们都是来自于ostream类的对象，用于输出错信息。cerr和clog之间的不同之处在于cerr是不经过缓冲区直接向显示器输出有关信息，而clog则是先把信息放在缓冲区，缓冲区满后或遇上endl时向显示器输出。

　 2. C++之文件IO操作流

　　文件是指存放在外部介质上的数据的集合。大家都知道操作系统是以文件为单位来对数据进行管理的。因此如果你要查找外部介质的数据，则先要按文件名找到指定文件，然后再从文件中读取数据，如果要把数据存入外部介质中，如果没有该文件，则先要建立文件，再向它输入数据。由于文件的内容千变万化，大小各不相同，为了统一处理，在C++中用文件流的形式来处理，文件流是以外存文件为输入输出对象的数据流。输出文件流表示从内存流向外存文件的数据，输入文件流则相反。根据文件中数据的组织形式，文件可分为两类：文本文件和二进制文件。文本文件又称为ASCII文件，它的每个字节存放一个ASCII码，代表一个字符。二进制文件则是把内存中的数据，按照其在内存中的存储形式原样写在磁盘上存放。比如一个整数20000，在内存中占两个字节，而按文本形式输出则占5个字节。因此在以文本形式输出时，一个字节对应一个字符，因而便于字符的输出，缺点则是占用存储空间较多。用二进制形式输出数据，节省了转化时间和存储空间，但不能直接以字符的形式输出。

　  2.1 文件打开

　　在C++中对文件进行操作分为以下几个步骤：

　　1）建立文件流对象；

　　2）打开或建立文件；

　　3）进行读写操作；

　　4）关闭文件。

　　用于文件IO操作的流类主要有三个fstream（输入输出文件流），ifstream（输入文件流）和ofstream（输出文件流）；而这三个类都包含在头文件fstream中，所以程序中对文件进行操作必须包含该头文件。

　　首先建立流对象，然后使用文件流类的成员函数open打开文件，即把文件流对象和指定的磁盘文件建立关联。成员函数open的一般形式为:

　　文件流对象.open（文件名，使用方式）

　　其中文件名可以包括路径(如：e:\c++\file.txt)，如果缺少路径，则默认为当前目录。使用方式则是指文件将被如何打开。以下就是文件的部分使用方式，都是ios基类中的枚举类型的值：

　　

　　此外打开方式有几个注意点：

　　1）因为nocreate和noreplace，与系统平台相关密切，所以在C++标准中去掉了对它的支持。

　　2）每一个打开的文件都有一个文件指针，指针的开始位置由打开方式指定，每次读写都从文件指针的当前位置开始。每读一个字节，指针就后移一个字节。当文件指针移到最后，会遇到文件结束符EOF，此时流对象的成员函数eof的值为非0值，表示文件结束。

　　3）用in方式打开文件只能用于输入数据，而且该文件必须已经存在。

　　4）用app方式打开文件，此时文件必须存在，打开时文件指针处于末尾，且该方式只能用于输出。

　　5）用ate方式打开一个已存在的文件，文件指针自动移到文件末尾，数据可以写入到其中。

　　如果文件需要用两种或多种方式打开，则用"|"来分隔组合在一起。

　　除了用open成员函数打开文件，还可以用文件流类的构造函数来打开文件，其参数和默认值与open函数完全相同。比如：文件流类 stream(文件名，使用方法)；如果文件打开操作失败，open函数的返回值为0，用构造函数打开的话，流对象的值为0。所以无论用哪一种方式打开文件，都需要在程序中测试文件是否成功打开。

 　　在每次对文件IO操作结束后，都需要把文件关闭。那么就需要用到文件流类的成员函数close，一般调用形式：流对象.close()。关闭实际上就是文件流对象和磁盘文件失去关联。

　  2.2 文件读写

　　流类库中的IO操作<<、>>、put、get、getline、read和write都可以用于文件的输入输出。

　　文件写：

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

int main()
{
    //打开文件
    ofstream file("file.txt", ios::out | ios::ate);
    if (!file)
    {
        cout << "不可以打开文件" << endl;
        exit(1);
    }

    //写文件
    file << "hello c++!\n";

    char ch;
    while (cin.get(ch))
    {
        if (ch == '\n')
            break;
        file.put(ch);
    }

    //关闭文件
    file.close();

    return 0;
}

　　文件读：

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

int main()
{
    //打开文件
    ifstream rfile("file.txt", ios::in);
    if (!rfile)
    {
        cout << "不可以打开文件" << endl;
        exit(1);
    }

    //读文件
    char str[100];
    rfile.getline(str, 100);//读到'\n'终止
    cout << str << endl;

    char rch;
    while (rfile.get(rch))//文件指针指向字符‘\n’的下一个
    {
        cout.put(rch);
    }

    cout << endl;

    //关闭文件
    rfile.close();

    return 0;
}

　 3. 字符串与整数的相互转换

　　这一部分主要参考自一博文。

　  3.1 整数转换为字符串

　   1）利用itoa

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    // char *itoa( int value, char *string,int radix);
    // 原型说明：
    // value：欲转换的数据。
    // string：目标字符串的地址。
    // radix：转换后的进制数，可以是10进制、16进制等。
    // 返回指向string这个字符串的指针

    int i = 30;
    char c[8];
    itoa(i, c, 16);
    cout << c << endl; // 1e

    return 0;
}

　　注意：itoa并不是一个标准的C函数，也不是C++一部分。只有部分编译器（如VS）支持。如果要想跨平台，要得sprintf。

 　  2）利用sprintf

#include <iostream>
#include <stdio.h>
using namespace std;

int main()
{
    // int sprintf( char *buffer, const char *format, [ argument] … );
    // 参数列表
    // buffer：char型指针，指向将要写入的字符串的缓冲区。
    // format：格式化字符串。
    // [argument]...：可选参数，可以是任何类型的数据。
    // 返回值：字符串长度（strlen）

    int i = 30;
    char c[8];
    int length = sprintf(c, "%05X", i);
    cout << c << endl; // 0001E

    return 0;
}

　　3）利用stringstream

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

int main()
{
    int i = 30;
    stringstream ss;
    ss << i;
    string s1 = ss.str();
    cout << s1 << endl; // 30

    string s2;
    ss >> s2;
    cout << s2 << endl; // 30

    return 0;
}

　　stringstream可以吞下不同的类型，根据s2的类型，然后吐出不同的类型。

　　4）利用使用boost库中的lexical_cast

#include <iostream>
#include <boost/lexical_cast.hpp>
using namespace std;

int main()
{
    int i = 30;
    string s = boost::lexical_cast<string>(i);
    cout << s << endl; // 30

    return 0;
}

　  3.2 字符串转为整数

　　1）利用strtol（string to long）

/* strtol example */
#include <stdio.h>      /* printf */
#include <stdlib.h>     /* strtol */

int main()
{
    // long int strtol(const char* str, char** endptr, int base);

    char szNumbers[] = "2001 60c0c0 -1101110100110100100000 0x6fffff";
    char * pEnd;
    long int li1, li2, li3, li4;
    li1 = strtol(szNumbers, &pEnd, 10);
    li2 = strtol(pEnd, &pEnd, 16);
    li3 = strtol(pEnd, &pEnd, 2);
    li4 = strtol(pEnd, NULL, 0);
    printf("The decimal equivalents are: %ld, %ld, %ld and %ld.\n", li1, li2, li3, li4);

    return 0;
}

　　2）利用stringstream

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

int main()
{
    string s = "17";

    stringstream ss;
    ss << s;

    int i;
    ss >> i;
    cout << i << endl; // 17

    return 0;
}

　　stringstream可以吞下任何类型，根据实际需要吐出不同的类型。

　　3）利用boost库中的lexical_cast

#include <iostream>
#include <boost/lexical_cast.hpp>
using namespace std;

int main()
{
    string s = "17";
    int i = boost::lexical_cast<int>(s);
    cout << i << endl; // 17

    return 0;
}

　 4. 数据文件读写

　　比较常见的是对整数数据的读写，程序如下：

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include <sstream>
#include <math.h>
using namespace std;

int main()
{
    // *************************** Write File *************************** // 
    // Open file
    ofstream wfile("file.txt", ios::out);
    if (!wfile)
    {
        cout << "The file can not be opened!" << endl;
        exit(1);
    }

    for (int i = 0; i < pow(2, 16); i++)
    {
        stringstream ss;
        ss << i;
        string str = ss.str();
        wfile << str;
        wfile << endl;
    }

    // Close the file
    wfile.close();

    // *************************** Read File *************************** //
    // Open file
    ifstream rfile("file.txt", ios::in);
    if (!rfile)
    {
        cout << "The file can not be opened!" << endl;
        exit(1);
    }

    string line;
    int num;
    while (getline(rfile, line))
    {
        // cout << line << endl;
        stringstream ss;
        ss << line;
        ss >> num;
        cout << num << endl;
    }

    // Close the file
    rfile.close();

    return 0;
}