C/C++学习----第七章 I/O及流

第七章 I/O及流

    Ｃ++中使用类型安全的I/O操作，以对数据类型敏感的方式执行的。运算符<< 和>> 接收指定类型的数据，当接收到错误的数据类型时，系统会设置各种错误标志：输入类型错时，>>运算符会设置输入流的failbit状态位，如果操作错则设置badbit状态位，因此用户可以根据这些标志位来判断I/O操作的成败。Ｃ++提供了大量的用于格式化输入/输出的流操作算子，如设置值域、设置精度、设置和清除格式化标志、设置域填充字符、刷新流、在输出流中插入新行并刷新流、在输出流中插入空字符、跳过输入流中的空白字符等（参见C++程序设计教程7.6）。

7.1 I/O流

I/O流是一系列写到屏幕上或从键盘上读出的字节序列。在C++中，将I/O流定义为类，执行标准的输入输出操作时，一般使用I/O流cin作为输入，cout作为输出。在ios.h、iostream.h、istream.h、ostream.h以及streamb.h中可以找到I/O流的定义。iostream.h中定义了如下四个对象：

流	目的	举例
cin	键盘输入(stdin)	cin>>name;
cout	屏幕输出(stdout)	cout<<”Helllo World!”;
cerr	标准错误设备输出(stderr)	cerr<<”Error!”;
clog	标准错误缓冲输出(stderr)	clog<<”Error Log!”

 

I/O流关系图：

在istream类和ostream类中，分别实现了>>和<<操作符，在istream_withassign类和ostream_withassign类中，实现了赋值操作符(=)成员函数。

C++提供了格式化（高级）和无格式化（低级）I/O操作类。无格式化I/O操作（read、write）只在设备和内存间传输数据，特点是高速、大容量，但不太方便；格式化I/O操作是面向数据类型（系统类型和用户自定义类型）的，适合于大多数情况下I/O操作。

 

ios类

istream类

ostream类

iostream类

fstream类

ostream_withassign类

istream_withassign类

ifstream类

ofstream类

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C++格式化I/O类

类名	说明
ios类	输入、输出流的基类
istream类	添加>>操作符
ostream类	添加<<操作符
iostream类	添加读写操作
istream_withassign类	添加赋值(=)操作符
ostream_withassign类	添加赋值(=)操作符
ifstream类	添加打开和关闭功能
ofstream类	添加打开和关闭功能
fstream类	添加打开和关闭功能
stdiostream类	派生于ios类，添加向stdio中文件的连接

 

streambuf类

filebuf类

stdiobuf类

 

 

 

 

 

 

C++非格式化I/O类

类名	说明
streambuf	缓冲I/O的基类，实际读写指针和简单的I/O操作
filebuf	添加打开和关闭功能
stdiobuf	添加向stdio中文件的连接

 

在大多数情况下，程序不会使用filebuf类型的对象，而是使用ifstream和ofstream对象。ios使用了一个指向streambuf类型对象的指针。

 

重定向I/O流。C++将cout与cin I/O流与操作系统的标准输入和标准输出文件句柄相关联，可以使用这两种I/O流编写支持I/O重定向的程序。命令行中使用‘<’输入重定向，‘>’输出重定向。如果重新定义程序的输入或输出，I/O流连接将发生改变。cout和clog I/O流执行缓冲操作，写入这些流的输出不会立即出现在屏幕上，直到缓冲区满、程序结束、程序缓冲输出为止，或者在使用cout时直到程序执行从cin输入的操作为止。

#include

void main( void )

{

    ofstream output("out.dat");

    ofstream prn("PRN");

    cout<<"stream point to stdout"<<endl;

    cout = output; //重定向到文件

    cout<<"stream point to file"<<endl;

    cout = prn; //重定向到打印机

    cout<<"stream point to printer"<<endl;

}

7.2 文件I/O

7.2.1读写文本文件

    在fstream.h中，有ifstream、ofstream和fstream类的定义。为输出和输入文件打开举例：

#include

void main(void)

{

    char str[256];

    ofstream output("out.txt", ios::app); //为写打开文件

    output << "put out to file";

    output.close();

    ifstream input("in.txt", ios::in); //为读打开文件

    if(!input.fail())

       while(!input.eof()) {

           input.getline(str, sizeof(str));

           cout << str <<endl;

       }

    input.close();

    fstream ioput("io.txt", ios::in| ios::out); //为读、写打开文件

    ioput.close();

}

open成员函数支持以下几种不同的模式指示符:

打开模式	用途
Ios::app	为附加操作打开输出文件
Ios::ate	为输入或输出打开文件，文件指针置于文件结束位置
Ios::in	为输入打开文件，
Ios::out	为输出打开文件
Ios::noreplace	创建一新文件，若存在同名文件，打开失败
Ios::nocreate	打开一个现有文件，如果文件不存在，打开操作失败
Ios::trunc	删除现有文件，创建新文件
Ios::binary	为二进制读写打开文件

7.2.1二进制文件操作

    在缺省状态下，文件流操作是在文本模式下执行的。此时，不能进行二进制文件的读写操作。因为，在文本模式下读取文件时，会将ASCII码值26（CTRL-Z）当作文件结束符。而如果程序试图读取二进制文件时，很可能在文件中遇到该值，使得eof()函数取真值。为了解决这个问题，应该在二进制模式下打开文件。必须调用read从文件中读取数据，或调用write函数向文件写数据，此外，可以使用fail和good成员函数来确定I/O操作是否成功，调用close函数来关闭文件。

7.3 串流

    串流是一块包含字符的缓冲区（在内存区）。串流类和I/O流类的关系如下图：

istream类

ostream类

strstream类

istrstream类

ostrstream类

iostream类

Ios类

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

流	用途
Istrstream	支持基于内存串的输入格式化操作
Ostrstream	支持基于内存串的输出格式化操作
Strstream	支持基于内存串的输入输出格式化操作