C++ 逐行读取文件

在日常开发中，我们处理的配置文件、运行日志或数据清单，通常包含几十行甚至成百上千行文本。调用一次 std::getline() 函数只能读取一行内容，如果靠手动重复编写读取语句，显然没法应付行数不固定的文件。

想要把多行文本从头到尾读完，最常用的做法是将 std::getline() 与 while 循环结合起来。每成功读到一行就进入循环处理，读完最后一行后自动停下，不需要提前知道文件里一共有多少行。

使用 while + getline() 逐行读取

在 C++ 中，逐行读取整个文本文件的标准写法，是直接把 std::getline(file, line) 放进 while 循环的条件括号里。

语法：

std::string line;
while (std::getline(file, line)) {
    // 处理当前行 line
}

说明：

在上面的语法中，file 是已经成功打开的 std::ifstream 输入流对象，line 则是用来保存当前行文本的 std::string 变量。

为什么 std::getline(file, line) 可以直接当成 while 的判断条件呢？这是因为该函数执行完毕后，会返回文件流对象 file 本身。

只要当前这一行读取成功，文件流状态正常，条件判断就为 true；当读到文件末尾没有新内容可读时，条件判断自动变为 false，循环随之结束。

示例 1：逐行读取整个文件

#include <fstream>
#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    // 准备 3 行测试文本
    std::ofstream outFile("lines.txt");
    outFile << "C++ basics\n";
    outFile << "lvyenet tutorial\n";
    outFile << "file stream\n";
    outFile.close();

    std::ifstream file("lines.txt");
    if (!file.is_open()) {
        std::cout << "文件打开失败\n";
        return 1;
    }

    std::string line;
    while (std::getline(file, line)) {
        std::cout << line << '\n';
    }

    return 0;
}

运行结果如下。

C++ basics
lvyenet tutorial
file stream

分析：

在这个例子中，前 3 次判断 while (std::getline(file, line)) 时，程序依次读出 lines.txt 中的 3 行文本，每次都会把最新读到的一行存入变量 line 并打印出来。

到了第 4 次判断时，由于已经到达文件末尾，std::getline() 读取失败，循环条件变为 false 并自动退出。在使用 std::getline() 逐行读取时，小伙伴们还需要注意以下 2 个细节：

• 行尾的换行符不会存入变量中：std::getline() 把行尾的 \n 当作结束分隔标记，读完后会直接丢弃。比如第 1 行读出来是 "C++ basics"，末尾并不带 \n，我们打印时需要手动补上 '\n' 换行。
• 最后一行没有换行符也能正常读取：有些文本文件的最后一行写完后直接结束，末尾并没有敲回车换行。只要最后一行有字符，std::getline() 依然能把它完整读出来。

逐行读取的常见应用

逐行读取在实际开发中非常实用。我们不仅可以把文件内容打印出来，还能在每读到一行时立即对它做空行过滤、行数统计或关键词筛选。

1. 识别与跳过空行

文本文件中并不是每一行都一定有文字，有时两段内容之间会留有空行。遇到空行时，std::getline() 既不会自动跳过，也不会终止循环，而是依然算作读取成功。只不过这一行没有任何字符，此时 line 中保存的是空字符串 ""。下面我们来看一个例子。

示例 2：读取包含空行的文件

#include <fstream>
#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    // 准备第 2 行为空行的测试文件
    std::ofstream outFile("blank.txt");
    outFile << "first line\n";
    outFile << "\n";
    outFile << "third line\n";
    outFile.close();

    std::ifstream file("blank.txt");
    if (!file.is_open()) {
        std::cout << "文件打开失败\n";
        return 1;
    }

    std::string line;
    int row = 1;
    while (std::getline(file, line)) {
        std::cout << row << ": [" << line << "]\n";
        row++;
    }

    return 0;
}

运行结果如下。

1: [first line]
2: []
3: [third line]

分析：

从运行结果中的 2: [] 可以看出，第 2 行的空行也被正常读出来了。此时变量 line 里保存的是空字符串 ""，循环并没有因为遇到空行而中断。

如果我们希望在读取文件时自动忽略所有空行，只处理真正有文字的行，应该怎么写呢？我们可以调用字符串的 empty() 函数，并配合 continue 语句跳过当前这一轮循环，代码如下：

while (std::getline(file, line)) {
    if (line.empty()) {
        continue;    // 跳过空行
    }
    std::cout << line << '\n';
}

2. 统计行数与筛选关键词

除了过滤空行，我们还可以在逐行读取时统计文件的总行数，或者配合字符串的 find() 函数筛选出包含指定关键词的行。

示例 3：统计行数与筛选关键词

#include <fstream>
#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    // 准备测试文件 notes.txt
    std::ofstream outFile("notes.txt");
    outFile << "C++ basics\n";
    outFile << "file input\n";
    outFile << "lvyenet practice\n";
    outFile << "file stream\n";
    outFile.close();

    std::ifstream file("notes.txt");
    if (!file.is_open()) {
        std::cout << "文件打开失败\n";
        return 1;
    }

    std::string line;
    int row = 0;
    int matchCount = 0;

    while (std::getline(file, line)) {
        row++;
        if (line.find("file") != std::string::npos) {
            matchCount++;
            std::cout << "第 " << row << " 行：" << line << '\n';
        }
    }

    std::cout << "总行数：" << row << '\n';
    std::cout << "包含 file 的行数：" << matchCount << '\n';
    return 0;
}

运行结果如下。

第 2 行：file input
第 4 行：file stream
总行数：4
包含 file 的行数：2

分析：

在这个例子中，每成功读取一行，row++ 就把行号加 1。紧接着我们通过 line.find("file") 查找当前行是否包含子串 "file"。只要返回值不等于 std::string::npos，说明找到了目标词，程序就会打印当前行号与内容，并将匹配行数 matchCount 加 1。

对于上面这个例子，小伙伴们可以把代码里的 "file" 改成 "lvyenet" 试一下，看看匹配出来的行号和统计数量会发生什么变化。

为什么不要使用 !file.eof() 控制循环？

很多初学的小伙伴会有一个直觉：既然逐行读取是读到文件末尾才停下，那能不能直接调用文件流的 eof() 函数作为 while 的条件呢？其中，eof 是 “end of file（文件末尾）” 的缩写。

实际上，直接使用 while (!file.eof()) 控制读取循环是 C++ 中非常典型的错误写法，很容易导致循环多跑一次。下面我们把正确写法和错误写法放在一起对比一下：

// 正确方式
while (std::getline(file, line)) {
    std::cout << line << '\n';
}

// 错误方式
while (!file.eof()) {
    std::getline(file, line);
    std::cout << line << '\n';
}

为什么错误写法会出问题呢？因为 eof 状态不会提前预判，只有在某次读取真正碰上文件末尾并失败之后，才会被设为 true。假设文件里有两行带换行的文本 "line1\n" 和 "line2\n"，错误写法的执行过程如下：

• 第 1、2 次循环：程序依次正常读出 "line1" 和 "line2"。刚读完第 2 行末尾的 \n 时，程序还没有继续往后读，所以此时 file.eof() 依然是 false。
• 第 3 次循环：由于 !file.eof() 仍为 true，程序又多进了一次循环。这次 std::getline(file, line) 先清空 line，再尝试读取时碰上文件末尾而失败，但下方的输出语句仍会照常执行，导致多打印出一行空内容。

此外，如果读取中途因为其他原因出错，只要还没到达文件末尾，file.eof() 就会一直是 false，甚至可能引发死循环。因此大家在逐行读取文件时，记住始终使用 while (std::getline(file, line)) 作为循环条件就可以了。