C++ 文件操作（CFile类）

一、Visual C++编程文件操作

　　有如下方法可进行操作：

• （1）使用标准C运行库函数，包括fopen、fclose、fseek等。
• （2）使用Win16下的文件和目录操作函数，如lopen、lclose、lseek等。不过，在Win32下，这些函数主要是为了和Win16向后兼容。
• （3）使用Win32下的文件和目录操作函数，如CreateFile，CopyFile，DeleteFile，FindNextFile，等等。

　　Win32 下，打开和创建文件都由CreateFile完成，成功的话，得到一个Win32下的句柄，这不同于“C”的fopen返回的句柄。在Win16下，该句 柄和C运行库文件操作函数相容。但在Win32下，“C”的文件操作函数不能使用该句柄，如果需要的话，可以使用函数_open_osfhandle从 Win32句柄得到一个“C”文件函数可以使用的文件句柄。

　　关闭文件使用Win32的CloseHandle。

　　在Win32下，CreateFile可以操作的对象除了磁盘文件外，还包括设备文件如通讯端口、管道、控制台输入、邮件槽等等。

• （4）使用CFile和其派生类进行文件操作。CFile从CObject派生，其派生类包括操作文本文件的CStdioFile，操作内存文件的CmemFile，等等。

CFile是建立在Win32的文件操作体系的基础上，它封装了部分Win32文件操作函数。

最好是使用CFile类（或派生类）的对象来操作文件，必要的话，可以从这些类派生自己的文件操作类。统一使用CFile的界面可以得到好的移植性。

二、MFC的文件类

MFC用一些类来封装文件访问的Win32 API。以CFile为基础，从CFile派生出几个类，如CStdioFile，CMemFile，MFC内部使用的CMiororFile，等等。

2.1 CFile的结构

CFile定义的枚举类型

CFile类定义了一些和文件操作相关的枚举类型，主要有四种：OpenFlags，Attribute，SeekPosition，hFileNull。

下面，分别解释这些枚举类型：

OpenFlags

OpenFlags定义了13种文件访问和共享模式：

enum OpenFlags {

//第一（从右，下同）至第二位，打开文件时访问模式，读/写/读写

modeRead = 0x0000,

modeWrite = 0x0001,

modeReadWrite = 0x0002,

shareCompat = 0x0000, //32位MFC中没用

//第五到第七位，打开文件时的共享模式

shareExclusive = 0x0010,//独占方式，禁止其他进程读写

shareDenyWrite = 0x0020,//禁止其他进程写

shareDenyRead = 0x0030,//禁止其他进程读

shareDenyNone = 0x0040,//允许其他进程写

//第八位，打开文件时的文件继承方式

modeNoInherit = 0x0080,//不允许子进程继承

//第十三、十四位，是否创建新文件和创建方式

modeCreate = 0x1000,//创建新文件，文件长度0

modeNoTruncate = 0x2000,//创建新文件时如文件已存在则打开

//第十五、十六位，文件以二进制或者文本方式打开，在派生类CStdioFile中用

typeText = 0x4000,

typeBinary = (int)0x8000

};

Attribute

Attribute定义了文件属性：正常、只读、隐含、系统文件，文件或者目录等。

enum Attribute {

normal = 0x00,

readOnly = 0x01,

hidden = 0x02,

system = 0x04,

volume = 0x08,

directory = 0x10,

archive = 0x20

}

SeekPosition

SeekPosition定义了三种文件位置：头、尾、当前：

enum SeekPosition{

begin = 0x0,

current = 0x1,

end = 0x2

};

hFileNull

hFileNull定义了空文件句柄

enum { hFileNull = -1 };

2.2 CFile的其他一些成员变量

CFile除了定义枚举类型，还定义了一些成员变量。例如：

UINT m_hFile

该成员变量是public访问属性，保存::CreateFile返回的操作系统的文件句柄。MFC重载了运算符号HFILE来返回m_hFile，这样在使用HFILE类型变量的地方可以使用CFile对象。

BOOL m_bCloseOnDelete;

CString m_strFileName;

这两个成员变量是protected访问属性。m_bCloseOnDelete用来指示是否在关闭文件时删除CFile对象；m_strFileName用来保存文件名。

CFile的成员函数

CFile的成员函数实现了对Win32文件操作函数的封装，完成以下动作：打开、创建、关闭文件，文件指针定位，文件的锁定与解锁，文件状态的读取和修改，等等。

其中，用到了m_hFile文件句柄的一般是虚拟函数，和此无关的一般是静态成员函数。一般地，成员函数被映射到对应的Win32函数，如表11-1所示。

 

表11-1 CFile函数对Win32文件函数的封装

虚拟	静态	成员函数	对应的Win32函数
文件的创建、打开、关闭
√		Abort	CloseHandle
√		Duplicate	DuplicateHandle
√		Open	CreateFile
√		Close	CloseHandle
文件的读写
√		Read	ReadFile
		ReadHuge（向后兼容）	调用Read成员函数
√		Write	WriteFile
		WriteHuage(向后兼容)	调用Write成员函数
√		Flush	FlushFileBuffers
文件定位
√		Seek	SetFilePointer
		SeekToBegin	调用Seek成员函数
		SeekToEnd	调用Seek成员函数
√		GetLength	调用Seek成员函数
√		SetLength	SetEndOfFile
文件的锁定/解锁
√		LockRange	LockFile
√		UnlockRange	UnlockFile
文件状态操作函数
√		GetPosition	SetFilePointer
		GetStatus(CFileStatus&)	GetFileTime,GetFileSize等
	√	GetStatus(LPSTR lpszFileName CFileStatus&)	FindFirstFile
√		GetFileName	不是简单地映射到某个函数
√		GetFileTitle
√		GetFilePath
√		SetFilePath
	√	SetStatus
改名和删除
	√	Rename	MoveFile
	√	Remove	DeleteFile

 

2.3 CFile的部分实现

这里主要讨论CFile对象的构造函数和文件的打开/创建的过程。

构造函数

CFile有如下几个构造函数：

• CFile()

缺省构造函数，仅仅构造一个CFile对象，还必须使用Open成员函数来打开文件。

• CFile(int hFile)

已经打开了一个文件hFile，在此基础上构造一个CFile对象来给它打包。HFile将被赋值给CFile的成员变量m_hFile

• CFile(LPCTSTR lpszFileName, UINT nOpenFlags)

指定一个文件名和文件打开方式，构造CFile对象，调用Open打开/创建文件，把文件句柄保存到m_hFile。

打开/创建文件

Open的原型如下：

BOOL CFile::Open(LPCTSTR lpszFileName, UINT nOpenFlags, CFileException* pException)

Open调用Win32函数::CreateFile打开文件，并把文件句柄保存到成员变量m_hFile中。

CreateFile函数的原型如下：

HANDLE CreateFile(
LPCTSTR lpFileName,// pointer to name of the file
DWORD dwDesiredAccess,// access (read-write) mode
DWORD dwShareMode,// share mode
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes, //pointer to security descriptor
DWORD dwCreationDistribution,// how to create
DWORD dwFlagsAndAttributes,// file attributes
HANDLE hTemplateFile// handle to file with attributes to copy
);

 

显然，Open必须把自己的两个参数lpszFileName和nOpenFlags映射到CreateFile的七个参数上。

从OpenFlags的定义可以看出，

• （nOpenFlags & 3)表示了读写标识，映射成变量dwAccess，可以取值为Win32的GENERIC_READ、GENERIC_WRITE、GENERIC_READ|GENERIC_WRITE。
• （nOpenFlags & 0x70)表示了共享模式，映射成变量dwShareMode，可以取值为Win32的FILE_SHARE_READ、FILE_SHARE_WRITE、FILE_SHARE_WRITE|FILE_SHARE_READ。

Open定义了一个局部的SECURITY_ATTRIBUTES变量sa，(nOpenFlags & 0x80)被赋值给sa.bInheritHandle。

• (nOpenFlags & modeCreate)表示了创建方式，映射成变量dwCreateFlag，可以取值为Win32的OPEN_ALWAYS、CREATE_ALWAYS、OPEN_EXISTING。

在生成了上述参数之后，先调用::CreateFile：

HANDLE hFile =::CreateFile(lpszFileName,

dwAccess, dwShareMode, &sa,

dwCreateFlag, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);

然后，hFile被赋值给成员变量m_hFile，m_bCloseOnDelete被设置为TRUE。

由上可以看出，CFile打开(创建)一个文件时大大简化了:: CreateFile函数的复杂性，即只需要指定一个文件名、一个打开文件的参数即可。若该参数指定为0，则表示以只读方式打开一个存在的文件，独占使用，不允许子进程继承。

在CFile对象使用时，如果它是在堆中分配的，则应该销毁它；如果在栈中分配的，则CFile对象将被自动销毁。销毁时析构函数被调用，析构函数是虚拟函数。若m_bCloseOnDelete为真且m_hFile非空，则析构函数调用Close关闭文件。

至于其他CFile成员函数的实现，这里不作分析了。

 

2.4 CFile的派生类

这里主要简要地介绍CStdioFile和CmemFile及CFileFind。

1. CStdioFile

   CStdioFile对文本文件进行操作。

   CStdioFile 定义了新的成员变量m_pStream，类型是FILE*。在打开或者创建文件时，使用_open_osfhandle从m_hFile(Win32文件 句柄)得到一个“C”的FILE类型的文件指针，然后，在文件操作中，使用“C”的文件操作函数。例如，读文件使用_fread，而不是:: ReadFile，写文件使用了_fwrite，而不是::WriteFile，等等。m_hFile是CFile的成员变量。

   另外，CStdioFile不支持CFile的Dumplicate、LockRange、UnlockRange操作，但是实现了两个新的操作ReadString和WriteString。

2. CMemFile

   CMemFile把一块内存当作一个文件来操作，所以，它没有打开文件的操作，而是设计了Attach和Detach用来分配或者释放一块内存。相应地，它提供了Alloc、Free虚拟函数来操作内存文件，它覆盖了Read、Write来读写内存文件。

3. CFileFind

为了方便文件查找，MFC把有关功能归结成为一个类CFileFind。CFileFind派生于CObject 类。首先，它使用FindFile和FineNextFile包装了Win32函数::FindFirstFile和::FindNextFile；其次，它提供了许多函数用来获取文件的状态或者属性。

使用CFileStatus结构来描述文件的属性，其定义如下：

struct CFileStatus
{

CTime m_ctime; // 文件创建时间
CTime m_mtime; // 文件最近一次修改时间
CTime m_atime; // 文件最近一次访问时间
LONG m_size; // 文件大小
BYTE m_attribute; // 文件属性
BYTE _m_padding; // 没有实际含义，用来增加一个字节
TCHAR m_szFullName[_MAX_PATH]; //绝对路径
#ifdef _DEBUG
//实现Dump虚拟函数，输出文件属性
void Dump(CDumpContext& dc) const;
#endif
};

 

例如：

CFileStatus status;
pFile->GetStatus(status);
#ifdef _DEBUG
status.dump(afxDump);
#endif