C++ string 與文件流操作：按行讀寫、字符串查找、C 風格互轉

核心類與方法

• `std::string`：動態字符串，自動內存管理
• `std::ifstream`：輸入文件流
• `std::ofstream`：輸出文件流
• `std::fstream`：雙向文件流

按行讀取文件

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

int main() {
    ifstream in("input.txt");
    ofstream out("output.txt");
    string line;
    
    while (getline(in, line)) { // 返回流對象，EOF 時轉為 false
        cout << "Read: " << line << '\n';
        out << line << '\n';    // 寫入並換行
    }
    
    // 或者讀取整個文件
    in.clear(); in.seekg(0);
    string content((istreambuf_iterator(in)), istreambuf_iterator());
    cout << "Full content size: " << content.size() << '\n';
}

字符串核心操作

文件流打開模式

ofstream out("file.txt", ios::out | ios::trunc);  // 覆蓋寫入（默認）
ofstream app("file.txt", ios::out | ios::app);    // 追加寫入
ifstream in("file.txt", ios::in);                 // 讀取
fstream io("file.txt", ios::in | ios::out);       // 讀寫
fstream bin("data.bin", ios::in | ios::out | ios::binary); // 二進制

完整示例：讀取、查找、寫入

int main() {
    string inFile = "test.txt", outFile = "test1.txt";
    ifstream in(inFile);
    ofstream out(outFile);
    
    string line;
    while (getline(in, line)) {
        // 查找 "is" 位置
        size_t pos = line.find("is");
        if (pos != string::npos) {
            cout << "Found at: " << pos << '\n';
        }
        out << line << '\n';
    }
    
    // 字符串寫入文件
    string data = "cjc is a student.";
    out.write(data.c_str(), data.size()); // 二進制寫入，無格式化
    
    return 0;
}

關鍵區別：`write` vs `<<`

• `out << str`：格式化輸出，可能受 locale 影響
• `out.write(ptr, len)`：二進制塊寫入，精確控制字節，高性能

最佳實踐

1. 打開文件後檢查 `if (!in)` 或 `in.is_open()`
2. 大文件讀取用 `getline` 逐行處理，避免一次性載入內存
3. 二進制數據用 `write`/`read` + `c_str()`/`data()`
4. RAII：流對象離開作用域自動關閉，無需手動 `close()`
5. 異常安全：啟用 `exceptions()` 或檢查 `fail()`/`bad()`

C++ 文件流與 string 結合提供了強大、安全、高效的文本/二進制處理能力，掌握 `getline`、`find`/`substr`、`c_str()` 互轉、二進制讀寫等核心技能，足以應對絕大多數文件處理場景。

1. 上一篇文章： C++ Primer 學習筆記：運算符重載基礎——定義規則與限制
2. 下一篇文章： 斜率優化 DP 專題：BZOJ 1911 特別行動隊（APIO 2010）

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