簡単なファイル入出力（simple file-read/write programming in C++）

簡単なファイル入出力C++プログラミング

　ファイルへの入出力は、コンソールでの入出力と同じ要領で行うことができる。コンソールでの入出力は、cout、cinを用いるが、ファイルへの入出力は、ifstream 型および ofstream 型のストリームと呼ばれるオブジェクトを用いる。例えば、

ifstream fin; // ファイル読み込み用ストリームオブジェクト fin の定義

ofstream fout; // ファイル書き出し用ストリームオブジェクト fout の定義

と定義すると、fin および fout によってファイルへの入出力が cin および cout を用いるときと同じように行うことができる。このことを次のサンプルプログラムによって説明する。

#include "stdafx.h" // Visual C++用。Linuxのときは不要。

#include <iostream> // cin, cout を使用するため

#include <fstream> // ifstream, ofstream を使用するため

using namespace std;

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){ // Linux のときは、　int main(){ 　とする

ifstream fin; // ファイル読み込み用ストリームオブジェクト fin の定義

ofstream fout; // ファイル書き出し用ストリームオブジェクト fout の定義

cout << "Data file name = ";

char nm[100];

cin >> nm; // ファイル名を nm に設定

fin.open(nm); // nm に設定された名前のファイルを fin に割り当てる

if (fin.fail()){ // fin.open(nm)の失敗：nmで指定したファイルが存在しない？

cout << "Opening the input file failed." << endl;

cout << "Press Enter-key." << endl;

cin.get(); // Linuxのときは不要

return 9;

}

cout << "Output file name = ";

char nm1[100];

cin >> nm1; // 出力用ファイル名の設定

fout.open(nm1); // nm1 に設定された名前のファイルを fout に割り当てる

fout << "Data file = " << nm << endl << endl;

int n = 0;

double data[100];

while(true){

fin >> data[n]; // fin から data[n] に読み込む

if (fin.fail()) break; //　　直前の「fin >> data[n];」の失敗：読み込むデータが存在しなかった？

n++;

}

fin.close(); // fin を閉じる

for (int i = 0; i < n; i++)

fout << "data[" << i+1 << "] = " << data[i] << endl; // fout への書き出し

fout.close();

cout << endl << n << " 個のデータが処理されました。" << endl;

cout << endl << "Enterキーを押して下さい。" << endl;

cin.get(); // Linuxのときは不要

return 0;

}

　cin、cout を用いるときはヘッダーファイルiostreamを#includeするが、ifstream型および ofstream型を用いるときはヘッダーファイルfstreamを#includeする。

ファイル入出力用オブジェクトを

ifstream fin;

ofstream fout;

と用意したとき、入力ファイル名と出力ファイル名がchar型の配列nm と nm1 に設定されているなら、

fin.open(nm);

fout.open(nm1);

とopen関数によってfinあるいはfoutをnm あるいはnm1 に設定されている名前のファイルに割り当てることができる。nmに設定された名前のファイルが存在しないときは、関数

fin.fail()

はtrueを返す。

　ファイルへの入出力は、cin あるいは cout と同じく、演算子 << あるいは >> によって行う。例えば、

fin >> data[n];

によって、fin に割り当てられているファイルからdata[n] にデータが読み込まれる。ファイルからデータがすべて読み込まれ、もう data[n] に読み込むデータが存在しないときは、この「fin >> data[n];」の実行後の関数 fin.fail() の値はfalse になる。

　上のプログラムにおいて

cin.get();

は、Enterキーが押されるまで待つものである。これにより、プログラムの終了がEnterキーが押されるまで待たされることになる。cin.get()が２回続いているのは、その前にcinによる入力「cin >> nm;」があることによる。cin.get()の実行前にcinの呼び出しがなく、用いられているのがcoutのみの場合は、cin.get()の実行は１回でよい。この場合、cin.get() が２回書かれたときは、Enterキーを２回押せばよい。

　上のプログラムを実行したときの画面の例が図１である。

図１

読み込み用データファイル「data.txt」は図２に示すように用意されている。

図２

データファイルがプログラムのソースコードファイルと同じフォルダに置かれているときは、ファイル名の指定だけでよい。出力ファイルも図１のように指定すると、プログラムのソースコードファイルと同じフォルダに作成される。

図２の入力データのときの出力ファイルは図３のようになる。

図３

　ifstream 型のオブジェクト fin からの読み込みは、空白文字、タブ、あるいは改行はデータの区切りとして同じ扱いなので、図２のデータは図４のように配置しても同じように読み込まれる。

図４

図４のファイルを入力データファイルとして実行したときのコンソール画面を図５に示す。

図５

このときの出力ファイルの内容を図６に示す。図３のものと同じである。

図６

データの最初の部分にコメントがある場合は、特定の文字まで読み飛ばすことになる。図７のデータファイルの場合は、スラッシュ / まで読み飛ばし、その後からデータを読み込めばよい。

図７

スラッシュ / まで読み飛ばすプログラム例を以下に示す。

#include "stdafx.h" // Visual C++ 用。Linux では不要。

#include <iostream> // cin, cout

#include <fstream> // ifstream, ofstream

using namespace std;

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){ // Linux のときは、　int main(){　とする

ifstream fin; // ファイル読み込み用ストリームオブジェクト fin の定義

ofstream fout; // ファイル書き出し用ストリームオブジェクト fout の定義

cout << "Data file name = ";

char nm[100];

cin >> nm;

fin.open(nm);

if (fin.fail()){ // fin.open(nm)の失敗：nmで指定したファイルが存在しない？

cout << "Opening the input file failed." << endl;

cout << "Press Enter-key." << endl;

cin.get();

return 9;

}

cout << "Output file name = ";

char nm1[100];

cin >> nm1;

fout.open(nm1);

fout << "Data file = " << nm << endl << endl;

while(true){

char c;

fin >>c;

if (c == '/') break; // スラッシュ / まで読み飛ばし

}

int n = 0;

double data[100];

while(true){

fin >> data[n];

if (fin.fail()) break; // 直前のfin >> data[n]の失敗：読み込むデータが存在しなかった？

n++;

}

fin.close();

for (int i = 0; i < n; i++)

fout << "data[" << i+1 << "] = " << data[i] << endl;

fout.close();

cout << endl << n << " 個のデータが処理されました。" << endl;

cout << endl << "Enterキーを押して下さい。" << endl;

cin.get();

return 0;

}

　上のプログラムでは、 while 文

while(true){

char c;

fin >>c;

if (c == '/') break; // スラッシュ / まで読み飛ばし

}

によって、スラッシュ / まで読み飛ばしている。

書式制御

　書き出しの形式は、setw などのマニピュレータと呼ばれているものによって行うことができる。プログラム例を以下に示す。

#include "stdafx.h" // Visual C++ 用に必要、Linux の場合は不要

#include <iostream> // cin、cout の使用のため

#include <fstream> // ofstream の使用のため

#include <iomanip> // manipulator使用のため

#include <cmath> // 数学関数 sqrt 使用のため

using namespace std;

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) // Linux のときは、　int main()　とする

{

char nm[100];

cout << "Output File Name = ";

cin >> nm;

ofstream fout; // 出力用ファイルのストリーム

fout.open(nm); // nm に設定された名前のファイルを fout に割り当てる

double a = 1.0/3.0, b = 1.0 / 6.0, c = sqrt(2.0);

fout << a << " " << b << " " << c << endl;

// setw で出力幅を設定。直後の出力のみに有効

fout << setw(20);

fout << a << " " << b << " " << c << " " << 100.0*c << endl;

fout << setw(20) << a << setw(20) << b << setw(20) << c << setw(20) << 100.0*c << endl;

// マニピュレータ left の使用

fout << left << setw(20) << a << setw(20) << b << setw(20) << c << setw(20) << 100.0*c << endl;

// マニピュレータ right により、途中から右寄せで出力