C++ STL——输入输出流

时间：2023-09-13 14:45:50

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一 缓冲区

（1）标准输入：从键盘输入数据到程序（input）

（2）标准输出：程序数据输出到显示器（output）

（3）标准输入 + 标准输出 = 标准I/O

（4）文件I/O = 文件的输入和输出

缓冲区是位于内存当中的一小块内存用于缓冲输入（输入缓冲区）内容或者输出（输出缓冲区）内容。

二 标准输入流cin

标准输入流cin的成员方法有：

方法 描述
cin.get() 返回缓冲区的第一个字符
cin.get(ch) 返回缓冲区的第一个字符并存入char类型变量ch中
cin.get(buf, 256) 从缓冲区中读取一个字符串存入buf中
cin.getline(buf, 256) 从缓冲区中读取一行数据（不包括换行符）
cin.ignore() 忽略当前的字符
cin.peek() 偷瞄一眼（返回）缓冲区的第一个字符，不将该字符从缓冲区取走
cin.putback() 将字符重新放入缓冲区首部

下面是一个有关cin的应用案例。

// cin

void Test1()

{

	// 从缓冲区中一次读取一个字符，然后输出

	char ch1;

	while ((ch1 = cin.get()) != EOF)

	{

		cout << ch1 << endl;

	}

	char ch2;

	cin.get(ch2);			// 读取一个字符

	char buf[1024];

	cin.get(buf, 1024);		// 从缓冲区读取一个字符串，存入buf中

	cin.getline(buf, 1024);	// 读取一行数据（不包括换行符）

	cin.ignore();			// 忽略一个字符

	cin.ignore(2);			// 忽略两个字符

	cin.ignore(10, '\n');	// 忽略前10个字符，直到遇到'\n'

	cin.peek();				// 偷瞄一眼（返回）缓冲区的第一个字符，不将该字符从缓冲区开头取走！

	// 从缓冲区取走一个字符然后将其重新放入缓冲区首部

	char ch = cin.get();

	cin.putback(ch);

}

三 标准输出流cout

标准输出流cout的成员方法有：

方法 描述
cout.flush() 刷新缓冲区
cout.put() 向缓冲区写字符
cout.write() 二进制流的输出
cout.width() 输出格式控制符
cout.fill() 设定填充符号
cout.setf(flag) 设置标志

下面是一个cout的应用实例。

// cout

void Test2()

{

	cout << "Hello World!";		// 不会立马输出，而是将"Hello World!"送入输出缓冲区

	cout.flush();				// 刷新缓冲区，"Hello World!"才会显示在屏幕上

	// 往缓冲区插入字符

	cout.put('I').put(' ').put('L').put('O').put('V').put('E');

	cout << endl;

	// 二进制流输出

	cout.write("I LOVE CHINA", strlen("I LOVE CHINA"));

	cout << endl;

	// 格式化输出

	int number = 10;

	cout << "十进制：" << number << endl;

	cout.unsetf(ios::dec);		// 卸载默认的十进制输出方式

	cout.setf(ios::oct);		// 设置为八进制输出方式

	cout.setf(ios::showbase);	// 显示八进制前导0

	cout << "八进制：" << number << endl;

	cout.unsetf(ios::oct);		// 卸载八进制输出方式

	cout.setf(ios::hex);		// 设置为十六进制输出方式

	cout << "十六进制：" << number << endl;

	// 设定显示位宽

	cout.width(10);				// 10位的显示位宽

	cout.fill('*');				// 其余部分用*填充

	cout.setf(ios::left);		// 左对齐

	cout << number << endl;

	// 以上是通过成员方法实现输出控制的

	// 下面通过输出控制符来进行输出控制

	// 需要引入头文件iomapip

	cout << hex							// 十六进制输出

		<< setiosflags(ios::showbase)	// 显示十六进制前导0x

		<< setw(10)						// 设定位宽为10

		<< setfill('~')					// 其余部分用~填充

		<< setiosflags(ios::left)		// 左对齐

		<< number

		<< endl;

}

四 文件输入输出

文件输入流ifstream

文件输出流ofstream

文件输入输出流fstream

文件的打开方式

文件流的状态

文件流的定位：文件指针（输入指针，输出指针）

文本文件和二进制文件

文件流和文件流对象

输入输出是以系统指定的标准设备（输入设备为键盘，输出设备为显示器）为对象的。在实际应用中，常以磁盘文件为对象，即从磁盘文件读取数据，将数据输出到磁盘文件。和文件有关的输入输出类主要在fstream.h这个头文件中被定义，在这个头文件中主要定义了三个类，由这三个类控制对文件的各种输入输出操作，它们分别是ifstream，ofstream和fstream。其中fstream类是由iostream类派生而来，它们之间的继承关系如下。

graph TD;
istream-->ifstream;
istream-->iostream;
ostream-->ofstream;
ostream-->iostream;
iostream-->fstream;

由于文件设备并不像显示器屏幕和键盘一样是标准默认设备，所以它在fstream.h头文件中是没有像cout那样预先定义的全局对象，所以我们必须自己定义一个类的对象。

ifstream类，它是从istream类派生的，用来支持从磁盘文件的输入。

ofstream类，它是从ostream类派生的，用来支持向磁盘文件的输出。

fstream类，它是从iostream类派生的，用来支持对磁盘文件的输入输出。

下面是一个文本文件读写的应用案例。

// 文本文件读写

void TestText()

{

	char *source = "C:\\src.txt";

	char *destination = "C:\\dst.txt";

	// 以只读方式打开文件

	ifstream is(source, ios::in);

	if (!is)

	{

		cerr << "打开文件失败！" << endl;

		return;

	}

	// 等价写法

	// ifstream ism;

	// ism.open(source, ios::in);

	// 开始读文件

	// char ch;

	// while (is.get(ch))

	// {

	//  	cout << ch;

	// }

	// cout << endl;

	// 文件关闭

	// is.close();

	// 以追加写入的方式打开文件，ios::app表示append追加

	ofstream os(destination, ios::out | ios::app);

	if (!os)

	{

		cerr << "打开文件失败！" << endl;

		return;

	}

	// 从source读取往destination写入

	char ch;

	while (is.get(ch))

	{

		cout << ch;

		os.put(ch);

	}

	cout << endl;

	// 关闭文件

	is.close();

	os.close();

}

下面是一个使用二进制文件读写进行对象序列化的案例。

// Person类

class Person

{

public:

	Person() = default;

	Person(int age, int id) : age(age), id(id) {}

	void Show()

	{

		cout << "age = " << age << endl;

		cout << "id = " << id << endl;

	}

private:

	int age;

	int id;

};

// 二进制文件读写

void TestBinary()

{

	// Windows下的每行结束标志是\r\n，而Linux下每行结束标志就是\n

	// 所以在Linux下，用文本模式或者二进制模式去读文本文件没有任何区别

	// 但Windows下却存在着不小的差别，具体如下：

	// 如果你用文本模式读取文本文件，则Windows会将\r\n转换成\n

	// 如果你用文本模式写入文本文件，则Windows会将\n转换成\r\n

	// 如果你用二进制模式读写文件，则不存在转换，如论读写都保留\r\n

	// 将p1，p2写入文件里

	Person p1(10, 1001);

	Person p2(11, 1002);

	char *destination = "C:\\dst.txt";

	// 以二进制方式ios::binary打开文件

	ofstream os(destination, ios::out | ios::binary);

	if (!os)

	{

		cerr << "打开文件失败！" << endl;

		return;

	}

	// 以二进制方式写文件

	os.write((char *)&p1, sizeof(p1));

	os.write((char *)&p2, sizeof(p2));

	// 关闭文件

	os.close();

	// 读取二进制文件

	ifstream is(destination, ios::in | ios::binary);

	if (!is)

	{

		cerr << "打开文件失败！" << endl;

		return;

	}

	Person p;

	is.read((char *)&p, sizeof(Person));

	p.Show();

	is.read((char *)&p, sizeof(Person));

	p.Show();

	// 关闭文件

	is.close();

}

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