【C/C++ 应用开发 检测文件 】详解 C/C++ 中常用的 5 种文件存在检查方式

引言

在编写 C/C++ 程序时，我们经常需要检查文件是否存在。在这篇文章中，我们将介绍五种检查文件是否存在的方法。

• 使用标准 C/C++ 中的 fopen 和 fclose 函数来检查文件是否存在。
• 使用 stat 或 _stat 函数来检查文件是否存在。
• 使用 C++11 及更高版本中的 std::ifstream 类来检查文件是否存在。
• 使用 C++17 及更高版本中的 std::filesystem 库来检查文件是否存在。
• 使用 Qt 中的 QFile 类来检查文件是否存在。

fopen和fclose(C/C++)

fopen 函数原型

FILE *fopen(const char *filename, const char *mode);

fopen 函数接受两个参数，分别是文件名和文件打开模式。它返回一个指向文件结构体的指针，如果打开文件失败则返回 NULL。

mode 参数是一个字符串，用于指定文件的打开模式。常见的文件打开模式包括：

“r”：以只读方式打开文件。

“w”：以写入方式打开文件（如果文件已存在，则会截断文件）。

“a”：以追加方式打开文件。

“r+”：以读写方式打开文件。

“w+”：以读写方式打开文件（如果文件已存在，则会截断文件）。

“a+”：以读写方式打开文件，并将写入的数据追加到文件末尾。

可能的出错方式包括：文件不存在、权限不足等。

fclose 函数原型

int fclose(FILE *stream);

fclose 函数接受一个指向已打开文件的指针，并关闭该文件。如果关闭文件成功，则返回 0；否则返回一个非零值。

可能的出错方式包括：文件不存在、文件已经关闭等。

示例

#include <stdio.h>
bool file_exists(const char *filename) {
    FILE *file = fopen(filename, "r");
    if (file != nullptr) {
        fclose(file);
        return true;
    }
    return false;
}

使用stat或_stat函数 (C/C++)

stat 函数原型

int stat(const char *pathname, struct stat *statbuf);

stat 函数接受两个参数，分别是文件名和一个指向 struct stat 结构体的指针。它返回一个整数值，表示函数调用的结果。

statbuf 参数用于存储文件的元数据，包括文件类型、权限、大小、时间戳等信息。它是一个 struct stat 类型的结构体，定义在sys/stat.h头文件中。

可能的出错方式包括：文件不存在、权限不足等。

_stat 函数原型

int _stat(const char *pathname, struct _stat *statbuf);

_stat 函数与 stat 函数功能相同，但它是 Microsoft Visual C++ 编译器所定义的，与 POSIX 标准略有不同。

statbuf 参数用于存储文件的元数据，包括文件类型、权限、大小、时间戳等信息。它是一个 struct _stat 类型的结构体，定义在 sys/stat.h 头文件中。

可能的出错方式包括：文件不存在、权限不足等。

总之，stat 或 _stat 函数可以用于获取文件的元数据，包括文件类型、权限、大小、时间戳等信息。在使用这些函数时，你需要注意出错的情况，例如文件不存在或权限不足等。

示例

//对于Windows平台，你可能需要包含<sys/types.h>头文件并使用_stat替换stat。
#include <sys/stat.h>
bool file_exists(const char *filename) {
    struct stat buffer;
    return (stat(filename, &buffer) == 0);
}

使用C++11及更高版本的std::ifstream

std::ifstream 类原型

class ifstream : public istream
{
public:
    explicit ifstream(const char* filename, ios_base::openmode mode = ios_base::in);
    explicit ifstream(const string& filename, ios_base::openmode mode = ios_base::in);
    ifstream(const ifstream&) = delete;
    ifstream& operator=(const ifstream&) = delete;
    ~ifstream();
    void open(const char* filename, ios_base::openmode mode = ios_base::in);
    void open(const string& filename, ios_base::openmode mode = ios_base::in);
    void close();
    bool is_open() const;
};

std::ifstream 类是 C++ 标准库中的一个流类，用于读取文件中的数据。它提供了多个构造函数和成员函数，用于打开、读取和关闭文件。

可能的出错方式包括：文件不存在、权限不足等。

std::ios_base::openmode 枚举类型

std::ios_base::openmode 枚举类型用于指定文件打开的模式，它定义在 头文件中。常见的文件打开模式包括：

ios_base::in：以只读方式打开文件。

ios_base::out：以写入方式打开文件（如果文件已存在，则会截断文件）。

ios_base::app：以追加方式打开文件。

ios_base::binary：以二进制模式打开文件（即不进行换行符的转换）。

示例

#include <fstream>
bool file_exists(const std::string &filename) {
    std::ifstream file(filename.c_str());
    return file.good();
}

使用C++17及更高版本的std::filesystem

std::filesystem::exists 函数原型

bool exists(const std::filesystem::path& p);

std::filesystem::exists 函数接受一个 std::filesystem::path 类型的参数，表示要检查的文件路径。它返回一个布尔值，表示该文件是否存在。

可能的出错方式包括：文件不存在、权限不足等。

std::filesystem::path 类原型

class path;

std::filesystem::path 类是 C++17 中新增的一个类，用于表示文件路径。它提供了多个成员函数，用于操作和查询文件路径，例如获取文件名、扩展名、父目录等。

可能的出错方式包括：路径不存在、权限不足等。

std::filesystem::directory_entry 类原型

class directory_entry;

std::filesystem::directory_entry 类表示文件系统中的一个目录项。它提供了多个成员函数，用于查询和操作该目录项。

可能的出错方式包括：目录项不存在、权限不足等。

std::filesystem::directory_iterator 类原型

class directory_iterator;

std::filesystem::directory_iterator 类表示一个目录中的文件迭代器。它提供了多个成员函数，用于遍历目录中的文件和子目录。

可能的出错方式包括：目录不存在、权限不足等。

示例

#include <filesystem>
bool file_exists(const std::string &filename) {
    return std::filesystem::exists(filename);
}

QFile

QFile 类原型

class QFile : public QIODevice
{
public:
    explicit QFile(QObject *parent = nullptr);
    explicit QFile(const QString &name, QObject *parent = nullptr);
    ~QFile();
    bool open(OpenMode mode);
    bool open(FILE *fh, OpenMode mode, FileHandleFlags handleFlags = DontCloseHandle);
    bool open(int fd, OpenMode mode, FileHandleFlags handleFlags = DontCloseHandle);
    void close();
    bool exists() const;
};

QFile 类是 Qt 框架中的一个文件类，用于读写文件。它提供了多个构造函数和成员函数，用于打开、读取和关闭文件。

可能的出错方式包括：文件不存在、权限不足等。

QIODevice::OpenMode 枚举类型：

QIODevice::OpenMode 枚举类型用于指定文件打开的模式，它定义在 QIODevice 类中。常见的文件打开模式包括：

QIODevice::ReadOnly：以只读方式打开文件。

QIODevice::WriteOnly：以写入方式打开文件（如果文件已存在，则会截断文件）。

QIODevice::Append：以追加方式打开文件。

QIODevice::Text：以文本模式打开文件（即进行换行符的转换）。

总之，QFile 类是 Qt 框架中的一个文件类，用于读写文件。在使用这个类时，你需要注意出错的情况，例如文件不存在或权限不足等。

示例

#include <QFile>
bool file_exists(const QString& filename) {
    return QFile::exists(filename);
}

五种方式判断的对比

使用fopen和fclose方法：

• 优点：

适用于C和C++，兼容性较好。

代码简单，易于理解。

• 缺点：

实际打开文件进行读取，可能导致性能问题，特别是在高并发场景下。

在某些平台或文件系统上可能存在权限问题。

不支持Unicode路径（Windows平台）。

适用场景：适用于低并发、不需要Unicode支持的简单场景。

使用stat或_stat函数：

• 优点：

适用于C和C++，兼容性较好。

不会打开文件，性能相对较好。

• 缺点：

可能需要处理平台相关的问题（例如，在Windows上使用_stat）。

不支持Unicode路径（Windows平台）。

适用场景：适用于对性能敏感的场景，但要注意平台相关的问题。

使用C++11及更高版本的std::ifstream：

• 优点：

适用于C++11及以上版本，利用现代C++特性。

不会实际读取文件，性能较好。

• 缺点：

仅适用于C++，不适用于C语言项目。

依赖C++标准库，可能对依赖关系有影响。

适用场景：适用于现代C++项目，对性能有一定要求。

使用C++17及更高版本的std::filesystem

• 优点：

适用于C++17及以上版本，充分利用现代C++特性。

代码简洁，易于理解。

性能较好，不会实际读取文件。

支持Unicode路径（Windows平台）。

• 缺点：

仅适用于C++17及以上版本，不适用于旧版本C++或C语言项目。

适用场景：适用于现代C++项目，要求兼容Unicode路径和对性能有要求的场景。

使用 QFile 类

• 优点

适用于 Qt 框架，易于与 Qt 项目集成。

代码简洁，易于理解。

性能较好，不会实际读取文件。

支持 Unicode 路径（跨平台）。

提供了更多的文件操作函数和成员函数，例如读写文件、复制、重命名等。

• 缺点

仅适用于 Qt 项目，不适用于非 Qt 项目。

依赖于 Qt 框架。

适用场景：适用于 Qt 项目，要求跨平台和兼容 Unicode 路径的场景。

总结

选择适合您项目和需求的方法。如果您的项目是现代 C++（C++17 或更高版本），建议使用 std::filesystem 方法。如果需要兼容旧版本 C++ 或 C 语言项目，使用 stat 或 _stat 方法。如果只需要一个简单的解决方案，可以考虑使用 fopen 和 fclose 方法。不过，如果您的项目使用了 Qt 框架，那么使用 QFile 类也是一个不错的选择。无论哪种方法，都需要注意文件不存在、权限不足等出错的情况。

结语

在我们的编程学习之旅中，理解是我们迈向更高层次的重要一步。然而，掌握新技能、新理念，始终需要时间和坚持。从心理学的角度看，学习往往伴随着不断的试错和调整，这就像是我们的大脑在逐渐优化其解决问题的“算法”。

这就是为什么当我们遇到错误，我们应该将其视为学习和进步的机会，而不仅仅是困扰。通过理解和解决这些问题，我们不仅可以修复当前的代码，更可以提升我们的编程能力，防止在未来的项目中犯相同的错误。

我鼓励大家积极参与进来，不断提升自己的编程技术。无论你是初学者还是有经验的开发者，我希望我的博客能对你的学习之路有所帮助。如果你觉得这篇文章有用，不妨点击收藏，或者留下你的评论分享你的见解和经验，也欢迎你对我博客的内容提出建议和问题。每一次的点赞、评论、分享和关注都是对我的最大支持，也是对我持续分享和创作的动力。