[置顶] C++ Primer 学习笔记_26_标准I/O库（续） --文件的输入与输出、字符串流



标准I/O库

--文件的输入与输出、字符串流

一、文件的输入与输出

    fstream头文件定义了三种支持文件IO的类型：ifstream,ofstream,fstream。这些类型都由相应的iostream类型派生而来，这样就意味着我们已经了解fstream的大部分内容了。特别是，可以使用IO操作符(<<和>>)在文件上实现格式化IO。

    fstream类型还定义了两个自己的新操作–open和close，以及形参为要打开的文件名的构造函数。

1、需要读写文件时，则必须定义自己的对象，并将他们绑定在需要的文件上：

//定义并打开一对fstream对象
    string ifile = "/home/xiaofang/c++primer/code/c++14/input";
    string ofile = "/home/xiaofang/c++primer/code/c++14/output";

    ifstream infile(ifile.c_str());
    ofstream outfile(ofile.c_str());

    string str;

    while (infile >> str)
        outfile << str << '\t';

//定义并打开一对fstream对象
    string ifile = "/home/xiaofang/c++primer/code/c++14/input";
    string ofile = "/home/xiaofang/c++primer/code/c++14/output";

    ifstream infile(ifile.c_str());
    ofstream outfile(ofile.c_str());

    string str;

    while (infile >> str)
        outfile << str << '\t';

为ifstream或ofstream对象提供文件名作为初始化式，就相当于打开了特定的文件。

ifstream infile;
ofstream outfile;

	ifstream infile;
	ofstream outfile;

定义infile为读文件流对象，定义outfile为写文件流对象。这两个流对象都没有捆绑具体的文件，在使用fstream对象之前，还必须使这些对象捆绑特定的要读写的文件：

infile.open(ifile.c_str());
outfile.open(ofile.c_str());

	infile.open(ifile.c_str());
	outfile.open(ofile.c_str());

调用open成员函数将已存在的fstream对象与特定文件绑定。

2、检查文件打开是否成功

    打开文件之后，通常需要检验文件打开是否成功，这是一个好习惯！

if (!infile)
{
    cerr << "Error: unable to open input file: "
         << ifile << endl;
    return -1;
}

    if (!infile)
    {
        cerr << "Error: unable to open input file: "
             << ifile << endl;
        return -1;
    }

3、将文件流对象与新文件重新绑定

    如果要把fstream对象与另一个不同的文件关联，则必须先关闭（close）现在的文件，然后打开（open）另一个文件：

ifstream infile("in");
infile.close();
infile.open("next");

	ifstream infile("in");
	infile.close();
	infile.open("next");

open函数会检查流是否已经打开，如果已经打开，则设置内部状态，以指出发生了错误。接下来使用流的任何尝试都会失败。

4、清除文件流状态

    如果文件结束符或者其他错误，将设置流的内部状态，以便以后不允许再对该流做读写操作。而关闭流并不能改变流对象的内部状态。如果最后的读写操作失败了，则对象的状态将保持为错误模式，知道执行clear操作重新恢复流的状态为止。调用clear之后，就像重新创建了该对象一样。

    如果打算重用已存在的流对象，那么while循环必须在每次循环时记得关闭（close）和清空（clear）文件流：

ifstream input;
vector<string>::const_iterator it = files.begin();

while (it != files.end())
{
    input.open(it -> c_str());

    if (!input)
        break;

    while (input >> s)
        process(s);

    input.close();
    input.clear();
    ++it;
}

	ifstream input;
	vector<string>::const_iterator it = files.begin();

	while (it != files.end())
	{
		input.open(it -> c_str());

		if (!input)
			break;

		while (input >> s)
			process(s);

		input.close();
		input.clear();
		++it;
	}

    如果忽略clear调用，则循环只能读入第一文件。如果在关闭该流前没有调用clear清除流状态，接着在input上做的任何输入运算都会失败。

【小心地雷o(∩∩)o...】

    如果需要重用文件流读写多个文件，必须在读另一个文件之前调用clear清除该流的状态。

//P254 习题8.6
std::istream &get(std::istream &in)
{
    string ival;
    while (in >> ival,!in.eof())
    {
        if (in.bad())
        {
            throw runtime_error("IO stream corrupted");
        }
        else if (in.fail())
        {
            std::cerr << "bad data,try again";
            in.clear();
            in.ignore(200,' ');
            continue;
        }
        std::cout << ival << '\t';
    }
    std::cout << endl;

    return in;
}

int main()
{
    ifstream infile("/home/xiaofang/c++primer/code/c++14/input");
    get(infile);
}

//P254 习题8.6
std::istream &get(std::istream &in)
{
    string ival;
    while (in >> ival,!in.eof())
    {
        if (in.bad())
        {
            throw runtime_error("IO stream corrupted");
        }
        else if (in.fail())
        {
            std::cerr << "bad data,try again";
            in.clear();
            in.ignore(200,' ');
            continue;
        }
        std::cout << ival << '\t';
    }
    std::cout << endl;

    return in;
}

int main()
{
    ifstream infile("/home/xiaofang/c++primer/code/c++14/input");
    get(infile);
}

//习题8.7
    ifstream input;
    string str;
    vector<string>::const_iterator iter = files.begin();
    while (iter != files.end())
    {
        input.open(iter -> c_str());
        if (!input)
        {
            cerr << "Open error,again!" << endl;
            ++ iter;
            continue;
        }
        while (input >> str)
        {
            cout << str << endl;
        }
        ++ iter;
        input.close();
        input.clear();
    }

//习题8.7
	ifstream input;
	string str;
	vector<string>::const_iterator iter = files.begin();
	while (iter != files.end())
	{
		input.open(iter -> c_str());
		if (!input)
		{
			cerr << "Open error,again!" << endl;
			++ iter;
			continue;
		}
		while (input >> str)
		{
			cout << str << endl;
		}
		++ iter;
		input.close();
		input.clear();
	}

//习题8.8
    string str;
    vector<string>::const_iterator it = files.begin();
    while (it != files.end())
    {
        ifstream infile(it -> c_str());
        if (!infile)
        {
            cerr << "Open error,again!";
        }
        else
        {
            while (infile >> str)
                cout << str << '\t';
        }
        cout << endl;
        ++it;
    }

//习题8.8
    string str;
    vector<string>::const_iterator it = files.begin();
    while (it != files.end())
    {
        ifstream infile(it -> c_str());
        if (!infile)
        {
            cerr << "Open error,again!";
        }
        else
        {
            while (infile >> str)
                cout << str << '\t';
        }
        cout << endl;
        ++it;
    }

//习题8.9
int fileLineToVector(const string &path,vector<string> &strVec)
{
    ifstream in(path.c_str());
    string line;
    while (getline(in,line))
    {
        strVec.push_back(line);
    }
    in.close();
    if (in.eof())
        return 2;
    if (in.fail())
        return 4;
    if (in.bad())
        return 1;
    return 0;
}
int main()
{
    string path("/home/xiaofang/c++primer/code/c++14/input");

    vector<string> strVec;
    fileLineToVector(path,strVec);

    for (vector<string>::const_iterator iter = strVec.begin();iter != strVec.end(); ++iter)
    {
        cout << *iter << endl;
    }
}

//习题8.9
int fileLineToVector(const string &path,vector<string> &strVec)
{
    ifstream in(path.c_str());
    string line;
    while (getline(in,line))
    {
        strVec.push_back(line);
    }
    in.close();
    if (in.eof())
        return 2;
    if (in.fail())
        return 4;
    if (in.bad())
        return 1;
	return 0;
}
int main()
{
    string path("/home/xiaofang/c++primer/code/c++14/input");

    vector<string> strVec;
    fileLineToVector(path,strVec);

    for (vector<string>::const_iterator iter = strVec.begin();iter != strVec.end(); ++iter)
	{
		cout << *iter << endl;
	}
}

//8.10
int fileWordToVector(const string &path,vector<string> &strVec)
{
    ifstream in(path.c_str());
    string word;
    while (in >> word)
    {
        strVec.push_back(word);
    }
    in.close();
    if (in.eof())
        return 2;
    if (in.fail())
        return 4;
    if (in.bad())
        return 1;
    return 0;
}

//8.10
int fileWordToVector(const string &path,vector<string> &strVec)
{
    ifstream in(path.c_str());
    string word;
    while (in >> word)
    {
        strVec.push_back(word);
    }
    in.close();
    if (in.eof())
        return 2;
    if (in.fail())
        return 4;
    if (in.bad())
        return 1;
	return 0;
}

5、文件模式

    每个fstream类都定义了一组表示不同模式的值，用于指定流打开的不同模式。可用位操作符设置一个或多个模式。

in	打开文件做读操作
out	打开文件做写操作
app	在每次写之前找到文件尾
ate	打开文件后立即将文件定位在文件尾
trunc	打开文件时清空已存在的文件流
binary	以二进制模式进行 IO操作

 out、trunc和app模式只能用于指定ofstream或fstream对象的关联工作；in模式只能用于指定ifstream或fstream对象的关联工作；所有的文件都可以用ate或binary模式打开，ate模式只在打开时有效！ate模式只在打开时有效：文件打开后将定位在文件结尾。以binary模式打开的流则将文件以字节序列的形式处理，而不解释流中的字符。

    默认时,与ifstream流对象关联的文件将以in模式打开,该模式允许文件做读的操作:与ofstream关联的文件则以out模式打开,使文件可写。以out模式打开的文件会被清空:丢弃该文件存储的所有数据。

    从效果来看,为ofstream对象指定out模式等效于同时指定了out和trunc模式。

    对于ofstream打开的文件，要保存文件中已存在的数据，唯一方法是显示的指定app模式打开：

ofstream outfile("file1");
//与上一条语句作用相同
ofstream outfile("file1",ofstream::out | ofstream::trunc);
ofstream outfile_app("file2",ofstream::app);

    ofstream outfile("file1");
    //与上一条语句作用相同
    ofstream outfile("file1",ofstream::out | ofstream::trunc);
    ofstream outfile_app("file2",ofstream::app);

6、对同一个文件做输入和输出运算

    默认情况下，fstream对象以in和out模式同时打开。当文件同时以in和out打开时不清空，而如果打开fstream所关联的文件时，只使用out模式，而不指定in模式，则文件会被清空。如果以trunc模式打开，则无论是否指定in模式，文件同样会被清空。

fstream InOut("file");
//作用相同
fstream InOut("file",fstream::in | fstream::out);

	fstream InOut("file");
	//作用相同
	fstream InOut("file",fstream::in | fstream::out);

7、模式是文件的属性而不是流的属性

    每次打开文件都会设置模式：

ofstream outFile;
outFile.open("scratchpad",ofstream::out);
outFile.close();
outFile.open("precious",ofstream::app);
outFile.close();
outFile.open("out");

	ofstream outFile;
	outFile.open("scratchpad",ofstream::out);
	outFile.close();
	outFile.open("precious",ofstream::app);
	outFile.close();
	outFile.open("out");

只要调用 open函数,就要设置文件模式,其模式的设置可以是显式的也可以是隐式的。如果没有指定文件模式,将使用默认值。

8、打开模式的有效组合

out	打开文件做写操作,删除文件中已有的数据
out | trunc	与 out模式相同
out | app	打开文件做写操作,在文件尾写入
in	打开文件做读操作
in | out	打开文件做读、写操作,并定位于文件开头处
in | out | trunc	打开文件做读、写操作,删除文件中已有的数据

上述所有打开模式组合还可以添加ate模式，对这些模式添加ate只会改变文件打开时的初始定位，在第一次读或写之前，将文件定位于文件末尾处。

9、一个示例程序

ifstream &open_file(ifstream &in,const string &str)
{
    in.close();
    in.clear();
    in.open(str.c_str(),ifstream::in);
    return in;
}

ifstream &open_file(ifstream &in,const string &str)
{
	in.close();
	in.clear();
	in.open(str.c_str(),ifstream::in);
	return in;
}

由于不确定流in的状态，因此首先调用close和clear将这个流设置为有效状。最后返回的in要么已经与指定文件绑定，要么处于错误状态。

//P256 习题8.13
ofstream &open_file_out(ofstream &out,const string &str)
{
    out.close();
    out.clear();
    out.open(str.c_str(),ofstream::out | ofstream::app);
    return out;
}

//P256 习题8.13
ofstream &open_file_out(ofstream &out,const string &str)
{
	out.close();
	out.clear();
	out.open(str.c_str(),ofstream::out | ofstream::app);
	return out;
}

//习题8.14
ifstream &open_file_in(ifstream &in,const string &str)
{
    in.close();
    in.clear();
    in.open(str.c_str(),ifstream::in);
    return in;
}
ofstream &open_file_out(ofstream &out,const string &str)
{
    out.close();
    out.clear();
    out.open(str.c_str(),ofstream::out | ofstream::app);
    return out;
}

int main()
{
    ifstream in;
    ofstream out;
    open_file_in(in,"/home/xiaofang/c++primer/code/c++14/input");
    open_file_out(out,"/home/xiaofang/c++primer/code/c++14/output");
    string str;
    while (in >> str)
    {
        out << str << endl;
    }
}

//习题8.14
ifstream &open_file_in(ifstream &in,const string &str)
{
    in.close();
    in.clear();
    in.open(str.c_str(),ifstream::in);
    return in;
}
ofstream &open_file_out(ofstream &out,const string &str)
{
    out.close();
    out.clear();
    out.open(str.c_str(),ofstream::out | ofstream::app);
    return out;
}

int main()
{
    ifstream in;
    ofstream out;
    open_file_in(in,"/home/xiaofang/c++primer/code/c++14/input");
    open_file_out(out,"/home/xiaofang/c++primer/code/c++14/output");
    string str;
    while (in >> str)
    {
        out << str << endl;
    }
}

二、字符串流

    sstream所定义的类用于读写存储在内存中的string对象。

标准库定义了三种类型的字符串流：

    istringstream,由istream派生而来，提供读string的功能。

    ostringstream,由ostream派生而来，提供写string的功能。

    stringstream,由iostream派生而来，提供读写string功能。

要使用上述类，必须包含sstream头文件。

    与fstream类型一样,上述类型由iostream类型派生而来,这意味着iostream上所有的操作适用于sstream中的类型。sstream类型除了继承的操作外,还各自定义了一个有string形参的构造函数,这个构造函数将string类型的实参复制给    stringstream对象。stringstream的读写操作实际上读对写的就是该对象中的string对象。这些类还定义了名为str的成员,用来读取或设置stringstream对象所操纵的string值。

stringstream strm;	创建自由的 stringstream对象
stringstream strm(s);	创建存储 s的副本的stringstream对象，s是string类型的对象
strm.str();	返回 strm中存储的string类型对象
strm.str(s);	将string类型的s复制给strm,返回void

1、stringstream对象的使用

string line,word;
while (getline(cin,line))
{
    istringstream stream(line);

    while (stream >> word)
    {
        // do per-word ...
    }
}

	string line,word;
	while (getline(cin,line))
	{
		istringstream stream(line);

		while (stream >> word)
		{
			// do per-word ...
		}
	}

将一个istringstream对象与所读取的行绑定起来，这样只需使用普通的string输入操作符即可读出每行中的单词。

2、stringstream提供的转换和/或格式化

    stringstream对象的一个常见用法是,需要在多种数据类型之间实现自动格式化时使用该类类型。或反之。sstream输入和输出操作可自动地把算术类型转化为相应的string表示形式,反过来也可以。

// 一个数值型数据集合, 要获取它们的 string 表 示形式
    ostringstream format_massage;
    int val1 = 512,val2 = 1024;
    format_massage << "val1: " << val1 << '\n'
                   << "val2: " << val2 << endl;
    cout << format_massage.str() << endl;

// 一个数值型数据集合, 要获取它们的 string 表 示形式
    ostringstream format_massage;
    int val1 = 512,val2 = 1024;
    format_massage << "val1: " << val1 << '\n'
                   << "val2: " << val2 << endl;
	cout << format_massage.str() << endl;

//反过来
    istringstream input_istring(format_massage.str());
    int val3,val4;
    string tmp;
    input_istring >> tmp >> val3 >> tmp >> val4;
    cout << val3 << endl;
    cout << val4 << endl;

//反过来
	istringstream input_istring(format_massage.str());
	int val3,val4;
	string tmp;
	input_istring >> tmp >> val3 >> tmp >> val4;
    cout << val3 << endl;
    cout << val4 << endl;

    为了读取input_string，必须把该string对象分解为若干部分。为了得到它们,必须读取(和忽略)处于所需数据周围的标号。

    一般情况下，使用输入操作符读string时，空白符将会忽略，于是，在读与format_message关联的string时，忽略其中的换行符。

//综合
    stringstream massage;
    int val1 = 512,val2 = 1024;
    massage << "val1: " << val1 << '\n'
            << "val2: " << val2 << endl;
    cout << massage.str() << endl;

    int val3,val4;
    string tmp;
    massage >> tmp >> val3 >> tmp >> val4;
    cout << val3 << endl;
    cout << val4 << endl;

//综合
    stringstream massage;
    int val1 = 512,val2 = 1024;
    massage << "val1: " << val1 << '\n'
            << "val2: " << val2 << endl;
    cout << massage.str() << endl;

    int val3,val4;
    string tmp;
    massage >> tmp >> val3 >> tmp >> val4;
    cout << val3 << endl;
    cout << val4 << endl;

//P258 习题8.15
istream &get(istream &in)
{
    string str;
    while (in >> str,!in.eof())
    {
        if (in.bad())
        {
            throw runtime_error("IO stream corrupted");
        }
        else if (in.fail())
        {
            cerr << "bad data,try again" << endl;
            in.clear();
            in.ignore(200,' ');
            continue;
        }
        cout << str << '\t';
    }
    cout << endl;
    return in;
}
int main()
{
//  freopen("input","r",stdin);
    string line;
    getline(cin,line);
    line += ' ';
    stringstream isstr(line);
    get(isstr);
}

//P258 习题8.15
istream &get(istream &in)
{
    string str;
    while (in >> str,!in.eof())
    {
        if (in.bad())
        {
            throw runtime_error("IO stream corrupted");
        }
        else if (in.fail())
        {
            cerr << "bad data,try again" << endl;
            in.clear();
            in.ignore(200,' ');
            continue;
        }
        cout << str << '\t';
    }
    cout << endl;
    return in;
}
int main()
{
//	freopen("input","r",stdin);
	string line;
	getline(cin,line);
	line += ' ';
	stringstream isstr(line);
	get(isstr);
}

//习题8.16
int main()
{
    ifstream infile("/home/xiaofang/c++primer/code/c++14/input");
    vector<string> lineVec;
    string line,word;

    while (getline(infile,line))
    {
        lineVec.push_back(line);
    }

    for (vector<string>::const_iterator iter = lineVec.begin(); iter != lineVec.end(); ++iter)
    {
        istringstream isstream(*iter);
        while (isstream >> word)
        {
            cout << word << '\t';
        }
        cout << endl;
    }

    stringstream isstream;
    for (vector<string>::const_iterator iter = lineVec.begin(); iter != lineVec.end(); ++iter)
    {
       isstream.str(*iter);
       while (isstream >> word)
       {
            cout << word << endl;
       }
       isstream.clear();
    }
}