Learning Objectives
- 用 ofstream 建立檔案並寫入，分辨覆寫與 ios::app 附加
- 用 ifstream 開啟檔案，並檢查是否開啟成功
- 用 >> 逐筆讀取、用 getline 逐行讀取，寫出讀到檔案結尾就停的迴圈
- 說明 close 的作用，以及檔案物件結束時會自動關檔
- 讀取 CSV 格式的資料，用 stringstream 依逗號拆出欄位
為什麼要讀寫檔案
到目前為止，程式的資料都放在變數裡；程式一結束，資料就不見了。要讓資料留下來，例如成績紀錄、設定值、遊戲存檔， 就要寫進檔案；要處理別人準備好的大量資料，例如一份 CSV 成績表，就要從檔案讀進來。
C++ 用檔案串流（file stream）讀寫檔案，標頭檔是 <fstream>。它的用法和你熟悉的 cout、cin 幾乎一樣：
| 類別 | 用途 | 類比 |
|---|---|---|
ofstream |
寫入檔案（output file stream） | 像 cout，用 << |
ifstream |
讀取檔案（input file stream） | 像 cin，用 >> 或 getline |
fstream |
同一個檔案又讀又寫 |
ofstream out("todo.txt"); // 開啟（建立）檔案
out << "買牛奶" << endl; // 和 cout 一樣的寫法
out.close(); // 關閉檔案
本課的程式在一個沙盒資料夾裡執行，範例會先放好要讀的檔案；程式寫出的檔案，會在輸出區多一個分頁顯示它的內容。
ofstream 寫檔與 ios::app 附加
右邊的變數區會顯示每個檔案串流連到哪個檔案，以及目前是「開啟中」還是「已關閉」。播完之後切到輸出區的檔案分頁：todo.txt 有三行（第三行是附加上去的），study.txt 是迴圈寫出來的。
開檔模式與檢查
開啟檔案時可以用第二個參數指定模式（定義在 ios 裡，可以用 | 組合）：
| 模式 | 意思 |
|---|---|
ios::out |
寫入（ofstream 的預設） |
ios::in |
讀取（ifstream 的預設） |
ios::trunc |
開啟時清空原本的內容（ofstream 預設就會清空） |
ios::app |
附加：每次寫入都接到檔案結尾 |
ios::binary |
二進位模式，不轉換換行字元 |
開檔不一定成功：要讀的檔案不存在、檔名打錯、沒有權限都會失敗。失敗時不會丟出例外，只是串流變成失敗狀態， 接下來的讀寫全部沒有作用。所以開檔之後要檢查：
ifstream in("scores.txt");
if (!in.is_open()) { ... } // 寫法一：is_open()
if (!in) { ... } // 寫法二：串流放在條件裡，失敗時是 false
檔案路徑：只寫檔名時，是相對於程式執行時的「工作目錄」，不一定是程式碼所在的資料夾。在 Windows 上寫完整路徑時，
反斜線要寫兩次（"C:\\data\\a.txt"），或改用斜線 "C:/data/a.txt"。
用 >> 逐筆讀到檔案結尾
scores.txt 每行有一個名字和一個分數。第 16 行的 while (in >> name >> score) 每一圈讀一個名字和一個分數；讀到檔案結尾、讀不到東西時，條件變成 false，迴圈結束。注意 >> 會自動跳過空白和換行。
getline 逐行讀取
notes.txt 不存在，所以第 8 行開檔失敗，變數區會顯示「開啟失敗」。poem.txt 的第一行中間有一個空白：用 getline 讀時整行完整讀進來；最後用 >> 讀，只讀到空白之前。
想一想：寫入與讀取
下面的程式會印出什麼？
ofstream a("memo.txt");
a << "A";
a.close();
ofstream b("memo.txt");
b << "B";
b.close();
ifstream in("memo.txt");
string s;
in >> s;
cout << s;
檔案 data.txt 的內容是：
hello world
second line
下面的程式會印出什麼？
ifstream in("data.txt");
string line, word;
getline(in, line);
in >> word;
cout << line << "|" << word;
ifstream in("nofile.txt"); 而這個檔案不存在，會發生什麼事？
讀到檔案結尾的正確寫法
讀取檔案最常用的兩種迴圈：
while (in >> x) { ... } // 一筆一筆讀，以空白或換行分隔
while (getline(in, line)) { ... } // 一行一行讀
讀取動作本身就是條件：讀成功是 true，讀到檔案結尾（或格式不符，例如要讀 int 卻遇到文字）就是 false。
初學者常寫成下面這樣，最後一筆常常會被處理兩次：
while (!in.eof()) { // 不建議
in >> x;
sum += x; // 最後一次 in >> x 失敗了，x 還是上一筆的值
}
eof() 要等到「已經讀過頭」才會變成 true，所以判斷的時間點晚了一步。用讀取動作當條件就沒有這個問題。
close() 要不要寫？ 檔案串流物件被解構時（例如離開所在的函式）會自動關檔。明確寫 close() 的好處是：
寫入的資料立刻存進檔案，同一個程式接著要用另一個串流讀這個檔案時，才讀得到完整內容；也可以讓同一個串流物件再 open() 另一個檔案。
CSV 與 stringstream
CSV（comma-separated values）是最常見的表格資料格式，試算表軟體都能匯出：每一行是一筆資料，欄位之間用逗號分隔，第一行通常是標題。
name,chinese,math
Amy,85,92
>> 以空白分隔，沒辦法直接拆逗號。做法分兩步：
- 用
getline(in, line)讀一整行 - 把這一行放進
stringstream（標頭檔<sstream>），它是「把字串當成串流」的類別，再用getline(ss, field, ',')一次讀到逗號為止
getline 的第三個參數是分隔字元，預設是換行 '\n'。拆出來的欄位都是 string，數字要用 stoi（整數）或 stod（浮點數）轉換。
讀取 CSV 並計算總分
每一圈先讀一行到 line，再建立 stringstream ss 拆成三個欄位。注意變數區裡 chinese、math 帶引號，表示它們是字串，要到第 18 行才轉成數字。
想一想：逐行讀取與拆欄位
下面的程式會印出什麼？
stringstream ss("蘋果,,香蕉");
string field;
int count = 0;
while (getline(ss, field, ',')) {
count++;
}
cout << count;
檔案 nums.txt 的內容是 3 5 x 7（一行）。下面的程式會印出什麼？
ifstream in("nums.txt");
int n, sum = 0;
while (in >> n) {
sum += n;
}
cout << sum;
動手寫：購物清單小計
沙盒裡已經有 cart.csv：第一行是標題，之後每行是「品名,單價,數量」。完成迴圈，印出每個品項的小計（單價乘數量），最後印出合計。
item,price,qty
筆記本,45,3
原子筆,15,4
便當,80,1
重點回顧
- 檔案串流在
<fstream>：ofstream寫、ifstream讀，用法和cout、cin一樣 ofstream預設清空原本的內容；要接在後面寫，用ios::app- 開檔失敗不會丟出例外，開檔後用
is_open()或if (!in)檢查 >>以空白分隔逐筆讀，getline逐行讀（保留行內的空白）；用while (in >> x)、while (getline(in, line))讀到檔案結尾，不要用while (!in.eof())close()把資料寫進檔案並結束連線；串流物件解構時也會自動關檔- CSV：
getline讀一行，放進stringstream，再用getline(ss, field, ',')拆欄位，數字用stoi、stod轉換