C++ IO

IO类

C++标准库中一共有三种IO类，输入输出(iostream)，文件输入输出(fstream)，字符串输入输出(sstream)，具体类型如下，其中以w开头的类型是宽字符版本，sstream和fstream继承自iostream，所以这些类型之间有着共同的特性。

类型	头文件
istream，wistream从流读取数据	iostream
ostream，wostream向流写入数据	iostream
iostream，wiostream读写流	iostream
ifstream，wifstream从文件读取数据	fstream
ofstream，wofstream向文件写入数据	fstream
fstream，wfstream读写文件	fstream
istringstream，wistringstream从string读取数据	sstream
ostringstream，wostringstream向string写入数据	sstream
stringstream，wstringstream读写string	sstream

常见IO对象

• cin，一个istream对象，从标准输入读取数据。
• cout，一个ostream对象，从标准输出写入数据。
• cerr，一个ostream对象，用于输出错误消息。
• getline函数，从一个给定的输入流读取一行数据存入string对象。

IO对象无拷贝或赋值

int main(void)
{
    std::ofstream out1, out2;
    std::ofstream out3 = out1;//错误，无法使用拷贝初始化
    out1 = out2;//错误，无法使用拷贝赋值运算符
    system("pause");
    return 0;

IO对象状态

IO操作有可能发生错误，有些错误是可恢复的，有些错误则不能恢复，下面函数可以帮助我们访问和设置IO对象的状态，其中badbit置位表示发生了系统级错误，无法恢复；failbit置位表示虽然IO操作出现了问题，但是这种问题是可以修正的，流还可以继续使用；如果到达文件结束，则eofbit和failbit都会被置位；如果badbit，failbit，eofbit任意一个被置位了，则检测流状态的条件都会失败。

函数	描述
eof()	若流的eofbit置位，则返回true，表示流到达了文件结束
fail()	若流的failbit或badbit置位，则返回true，表示IO操作失败了
bad()	若流的badbit置位，则返回true，表示发生了系统级错误，无法恢复
good()	若流处于有效状态，则返回true
clear()	将流的所有状态位复位，将流的状态设置为有效
clear(flags)	根据给定的标志位，将流对应的状态位复位
setstate(flags)	根据给定的标志位，将流对应的状态位置位
rdstate()	返回流当前的状态

    static constexpr _Iostate goodbit = (_Iostate)0x0;
    static constexpr _Iostate eofbit = (_Iostate)0x1;
    static constexpr _Iostate failbit = (_Iostate)0x2;
    static constexpr _Iostate badbit = (_Iostate)0x4;

下面代码中，当输入数据不能转换为int时读操作就会失败，cin的failbit就会置位。

int main(void)
{
    int intValue;
    while (true)
    {
        if (std::cin >> intValue) {
            std::cout << "输入正确:" << std::cin.rdstate() << std::endl;
        }else {
            std::cout << "输入错误:"<< std::cin.rdstate() << std::endl;
            break;
        }
    }
    std::cout << "failbit:" << std::ios_base::failbit << std::endl;
    system("pause");
    return 0;
}

1
输入正确:0
b
输入错误:2

管理输出缓冲

每个输出流都管理一个缓冲区，缓冲区的存在可以使多次写操作合并为一次，从而提高性能，只有在缓冲区刷新的时候才真正的写到设备或文件。下列情况下缓冲区被刷新：

• 程序正常结束时，缓冲区被刷新。
• 缓冲区满时，缓冲区被刷新。
• 可以使用操纵符例如endl显式刷新缓冲区。

int main(void)
{
    std::cout << "hello,world"  << std::endl;//输出hello,world和一个换行，然后刷新缓冲区
    std::cout << "hello,world" << std::flush;//输出hello,world，然后刷新缓冲区
    std::cout << "hello,world" << std::ends;//输出hello,world和一个空字符，然后刷新缓冲区
    system("pause");
    return 0;
}

• 可以使用操纵符unitbuf设置流的内部状态，使任何输出都立即刷新，无缓冲。

int main(void)
{
    std::cout << std::unitbuf;//所有输出操作立即刷新缓冲区
    std::cout << "hello,world";
    std::cout << std::nounitbuf;//回到正常的缓冲方式
    system("pause");
    return 0;
}

• 当一个输入流被关联到一个输出流的时候，任何试图从输入流读取数据的操作都会先刷新关联的输出流，例如cin和cout。

int main(void)
{
    std::ostream* out1 = std::cin.tie();//获取cin关联的输出流
    *out1 << out1 << std::endl;
    std::cin.tie(out1);//关联cin和cout
    system("pause");
    return 0;
}