Transcript CH16 檔案處理

第十六章
檔案處理
課前指引
在 C++ 語言，定義一個抽象的概念，稱為串流 ( 或資料流)提供系統
對 I/O 讀取和寫入具有一致的介面。所謂串流就是一連串的資料，它
分為輸入串流和輸出串流兩種。C++ 語言將許多的裝置如螢幕、鍵盤、
記憶體和磁碟的存取，均以串流的方式來存取，因此其存取的語法都
非常類似。C++ 提供 fstream 類別，可以用來讀取檔案資料，也可將
資料寫入檔案儲存fstream 類別可存取文字檔和二進位檔案。
章節大綱
16-1 檔案處理
16-2 檔案讀取與寫入
16-3 二進位檔案的處理
16-4 資訊學科能力競賽範例
備註：可依進度點選小節
16.1 檔案處理
在真實世界裡，資料會儲存在記憶體和磁碟
中，然後讀取這些資料並加以修改、統計和
分析，再將這些資料列印、顯示在螢幕或是
儲存起來。
這些資料存取的動作，通常透過資料輸入
(input)、輸出 (output) 的機制來完成。
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16.1 檔案處理
何謂串流?(stream)
在 C++ 語言，定義一個抽象的概念，稱為串流 (
或資料流)，提供系統對 I/O 讀取和寫入具有一
致的介面。
所謂串流就是一連串的資料，它分為輸入串流和
輸出串流兩種。
C++ 語言將許多的裝置如螢幕、鍵盤、記憶體和
磁碟的存取，均以串流的方式來存取，因此其存
取的語法都非常類似。
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16.1 檔案處理
串流類別
C++ 提供 ios 類別 (input/output stream)，再
透過 ios 類別衍生子類別 istream和 ostream，
istream 又衍生 ifstream 類別可以用來讀取檔
案資料、ostream 則衍生ofstream 類別可將資料
寫入檔案儲存，而 fstream 類別則是由 istream
和 ostream共同衍生，可以用來讀取檔案資料，
也可將資料寫入檔案儲存。
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16.1 檔案處理
串流類別
可以建立物件，讀取檔案或寫入檔案的類別整理
如下。
ifstream 類別可以用來讀取檔案資料。
ofstream 類別可將資料寫入檔案儲存。
fstream 類別可以讀取檔案資料，也可將資料寫入檔案
儲存。
由於 fstream 類別是由 istream 和 ostream 共
同衍生，既可以讀取檔案資料，也可將資料寫入
檔案，也就是說 fstream 可完全取代 ifstream
和 ofstream 類別，因此本書將重點放在
fstream 類別，省略探討 ifstream 和 ofstream
類別。
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16.1 檔案處理
如何建立 fstream 物件
要使用 fstream 類別來存取檔案資料，必須先建
立一個 fstream 物件，建立fstream 物件必須引
用 <fstream> 標頭檔。
例如：以 fstream 類別建立 file 物件。
#include <fstream> //引用 <fstream> 標頭檔
fstream file; //宣告一個 fstream 物件
然後利用 fstream 物件的 open 成員函數，開啟
一個檔案。open() 函數的參數有兩個，第一個為
檔名，第二個為開啟檔案的模式。
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16.1 檔案處理
開啟檔案的語法
檔案物件.open(“檔案名稱”,ios::開啟模式);
例如：以 fstream 類別的 file 物件讀取
<Readme.txt> 檔
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16.1 檔案處理
fstream 物件的成員函數
fstream 物件的 open 函數中，其參數有兩個，
第一個為檔名，第二個為開啟檔案的模式參數，
常用的模式參數如下：
open() 函數的模式參數
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16.1 檔案處理
fstream 物件的成員函數
例如：以讀取模式開啟 <Reader.txt> 檔。
fstream file; //宣告一個fstream物件
file.open(“Reader.txt”,ios::in) ; //以讀取模式
開啟Reader.txt檔
若傳入的模式參數超過兩個可用「|」符號分開，
例如：以寫入模式開啟<Reader.txt> 檔並將資料
加至檔案結尾。
fstream file; //宣告一個fstream物件
file.open("Reader.txt",ios::out | ios:: app);
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16.1 檔案處理
常用的檔案處理函數
fstream 物件除了 open 函數，其它常用函式如
下：
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16.1 檔案處理
常用的檔案處理函數
例如：is_open() 檢查檔案是否能成功開啟，並
以 close() 關閉檔案。
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16.1 檔案處理
常用的檔案處理函數
「if (file.is_open())」中的 is_open() 也可
以省略，即要檢查檔案是能否成功開啟也可以使
用省略的語法「if (file」，如下：
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16.2 檔案讀取與寫入
檔案讀取
以 fstream file 宣告一個 fstream 物件 file
後即可以「file.open("Readme.txt",ios::in)」
讀取<Readme.txt>，並使用 file 物件讀取檔案
讀取檔案的語法：
檔案物件.讀取函式();
例如：讀取 n 個字元至 buffer 陣列。
file.read(buffer,sizeof(buffer));
常用的讀取方式有：
read(buffer,n) 讀⿎ 取 n 個字元至 buffer 陣列。
get(ch) 讀取一個字元至 ch 字元變數。
getline(buffer,sizeof(buffer)) 讀取一行至buffer
陣列。
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16.2 檔案讀取與寫入
範例時間:由檔案讀取 n 個字元
詳細步驟，請翻閱課本16-6至16-7頁說明。
執行結果與sample.txt 文字檔
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16.2 檔案讀取與寫入
本例係一次讀取全部的檔案資料，有些時候
，必須對檔案中的每一個字元加以分析，這
時候就必須使用「file.get(ch))」將字元逐
一讀取，get() 函式一次讀取一個字元，將
字元存至 ch 字元變數中，並將檔案的指標
移至下一個字元，直至檔案結尾 (eof) 則結
束讀取。
利用 file.get(ch) 是否為 flase，可以得
知檔案是否已讀取結束，配合 while 可以讀
取檔案全部字元。
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16.2 檔案讀取與寫入
語法如下：
範例時間:依字元一個一個讀取檔案資料
詳細步驟，請翻閱課本16-7至16-8頁說明。
執行結果
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16.2 檔案讀取與寫入
範例時間:一行一行讀取檔案資料
詳細步驟，請翻閱課本16-9頁說明。
執行結果
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16.2 檔案讀取與寫入
讀取的資料，經常會再作進一步的處理，例如：
資料分析、統計、計算、排序等。
在作資料處理之前，有時必須使用「strtok()」
函式先將資料拆解為字語(片語)，例如將字串“
One Two Three” 分解為“ One”、“Two”、
“Three” 三個字語。
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16.2 檔案讀取與寫入
範例時間:一行一行讀取並將文字分解為字語
詳細步驟，請翻閱課本16-10至16-12頁說明
。
執行結果與 in_a.txt 文字檔
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16.2 檔案讀取與寫入
資料輸出至檔案
以 fstream file 宣告一個 fstream 物件 file
後即可以「
file.open("sample01.txt",ios::out)」建立
<sample01.txt> 檔案為寫入模式。
例如：
fstream file; //宣告一個fstream物件
file.open(“Reader.txt”,ios::out) ; //以寫入模
式開啟Reader.txt檔
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16.2 檔案讀取與寫入
資料輸出至檔案
若傳入的模式參數超過兩個可用「|」符號分開，
例如：以寫入模式開啟<Reader.txt> 檔並將資料
加至檔案結尾
fstream file; //宣告一個fstream物件
file.open(“Reader.txt”,ios::out |ios:: app);
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16.2 檔案讀取與寫入
資料輸出至檔案
建立 fstream 物件 file 後，即可以 file 執行
檔案寫入的動作，檔案寫入的方法有兩種：
方法一：以串流語法將資料寫入檔案。
檔案物件 << 資料
例如：
file << “文字寫入”;
以「file << 資料」的語法執行檔案寫入的動作
，語法和 cout 相同，都是串流資料的寫入動作
，只是 file 則將資料寫入檔案中，而 cout 是
將資料顯示在螢幕上。
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16.2 檔案讀取與寫入
資料輸出至檔案
方法二：也可以 fstream 類別的 write() 函式
寫入檔案。
檔案物件.write(buffer,n)
例如：將 buffer 陣列中的 n 個字元寫入檔案。
file.write(buffer,n);
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16.2 檔案讀取與寫入
範例時間:將資料輸出至檔案(一)
詳細步驟，請翻閱課本16-13至16-14頁說明
執行結果與 sample01.txt 文字檔
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16.2 檔案讀取與寫入
範例時間:將資料輸出至檔案(二)
詳細步驟，請翻閱課本16-15至16-16頁說明
執行結果
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16.3 二進位檔案的處理
除了上面提到的文字檔外，還有另一種檔案稱為二
進位檔案，二進位檔案是以資料的原始格式儲存，
對於原本是字元型別的資料，資料並不需要轉型，
即可以存取，但是對於其他型別的資料，則必須轉
換為字元指標，然後以 write()、read() 函式存取
。
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16.3 二進位檔案的處理
二進位檔案的寫入
要寫入二進位檔案，首先必須將開啟檔案的模式
參數設為 ios::out，並以ios::binary 設為二進
位的模式開啟檔案。
檔案物件.open(“檔案名稱
”,ios::out|ios::binary);
例如：建立 fstream 物件 file 寫入二進位檔案
<tempfile.txt> 中。
fstream file; // 建立檔案輸出物件
file.open("tempfile.txt",ios::out|ios::binary)
// 二進位檔案
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16.3 二進位檔案的處理
二進位檔案的寫入
開啟檔案後，即可使用 write() 函式將資料寫入
檔案中，如果是字元型別的資料，資料可以不需
要轉型 ( 但轉型也可以)，即可以 write() 函式
直接寫入，其語法如下。
檔案物件.write(buffer,sizeof(buffer));
write() 用以將 buffer 字串內容寫入二進檔，
第一個參數是寫入資料內容，第二個參數是寫入
的字串長度。例如：
char buffer[12]=”I like C++!”;
file.write(buffer,sizeof(buffer));
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16.3 二進位檔案的處理
二進位檔案的寫入
如果是其他型別的資料，則必須將寫入資料轉換
為字元指標，再以 write()函式寫入，其語法如
下。
檔案物件.write((char *) &buffer,sizeof(buffer));
write() 用以將 buffer 變數內容寫入二進檔，
第一個參數是 buffer 變數的位址，buffer 的型
態可以是一般變數、字串、結構或類別變數等，
buffer 位址必須強制轉換為 char 指標型別，第
二個參數是變數 buffer 的記憶體大小
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16.3 二進位檔案的處理
二進位檔案的寫入
例如：將 int 型別 buffer 的陣列元素寫入二進
位檔。
int buffer[3]={1000,2000,3000};
for (int i=0;i<3;i++)
file.write((char *) &buffer[i],sizeof(int));
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16.3 二進位檔案的處理
範例時間:將資料以二進位輸出至檔案
詳細步驟，請翻閱課本16-18至16-19頁說明
執行結果與 temple.txt 二進位檔案非文字
字元出現亂碼
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16.3 二進位檔案的處理
二進位檔案的讀取
要讀取二進位檔案，首先必須將開啟檔案的模式
參數設為 ios::in，並以ios::binary 設為二進
位的模式開啟檔案。
檔案物件.open(“檔案名稱”,ios::in|ios::binary);
開啟檔案後，即可使用 read() 函式讀取二進位
檔，如果是字元型別的資料，資料可以不需要轉
型 ( 但轉型也可以)，即可以 read() 函式直接
讀取，其語法如下：
檔案物件.read(buffer,sizeof(buffer));
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16.3 二進位檔案的處理
二進位檔案的讀取
read() 用以由二進位檔讀取sizeof(buffer) 長
度的資料並放入 buffer 中。
例如：建立 fstream 物件 file 將二進位檔
<tempfile.txt> 讀取至 buffer 陣列中。
fstream file; // 建立檔案輸出物件
file.open("tempfile.txt",ios::in|ios::binary) //
以二進位檔案
char buffer[12];
file.read(buffer,sizeof(buffer));
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16.3 二進位檔案的處理
二進位檔案的讀取
如果是其他型別的資料，則必須將讀取資料轉換
為字元指標。其語法如下：
檔案物件.read((char *) &buffer,sizeof(buffer));
例如：建立 fstream 物件 file 將二進位檔
<tempfile.txt> 讀取至 stuid[] 陣列中。
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16.3 二進位檔案的處理
範例時間:二進位檔案的讀取
詳細步驟，請翻閱課本16-21至16-22頁說明
執行結果
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16.4 資訊學科能力競賽範例
資訊學科能力競賽是許多高中生展現資訊能
力的舞台，競賽的題目中，經常會將數據放
在文字檔案中，因此必須將檔案讀取至變數
或陣列中。
有時這些數據必須再加以處理，例如文字轉
數值、大寫轉小寫、濾除指定文字或拆解為
字語等等⋯。
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16.4 資訊學科能力競賽範例
範例時間:資訊學科能力競賽範例：數字和(
一)
詳細步驟，請翻閱課本16-23至16-25頁說明
執行結果
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16.4 資訊學科能力競賽範例
範例時間:資訊學科能力競賽範例：數字和(
二).
詳細步驟，請翻閱課本16-26至16-27頁說明
執行時間
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本章結束
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