【C++】文件IO流

一起来康康C++中的文件IO操作吧

1.operator bool

之前写OJ的时候，就已经用过上面这种方式来获取多组测试用例

string s;
while(cin>>s)
{cout << s << endl;
}

不过之前一直没有去了解这里的底层原理是什么，借此机会一并说明

io流可以进行while判断的依据，是因为库的源码中重载了operator bool

没错，operator不仅可以重载一个操作符，它还可以重载一个类型！即将这个类转换为bool类型，return 一个bool类型的值用于while的判断

同理，重载int/double这些类型都是可行的！

另外，要想停止上面的多组输入，在VS下可以用ctrl+z的方式解决，而不要用ctrl+c直接杀掉进程

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2.C++文件IO流

C++的文件io类设计的较为复杂，其中还出现了菱形继承，也就是我们最常用的iostream

上面提到的operator bool就是基类IOS实现的，子类都没有去重写

• cout为标准输出，将数据从内存流中输入到显示器上
• cin为标准输入，通过键盘输入数据到程序中
• cerr用于标准错误的输出
• clog进行日志输出

其中需要注意的一点是，空格和回车会被当作数据之间的分隔符，所以字符串中不能有空格，回车和空格也不能通过cin读入

如果需要读入带空格的完整一行，可以使用getline函数

• 为什么cin和cout可以输入输出所有类型？

因为库里面已经将所有类型通过操作符重载<< 和>>实现了，达到了自动类型识别的效果

3.文件操作

C++标准库中提供的打开方式如下，我们可以根据不同情况传入不同的值，或者一次性用按位或|传入多个打开方法

同时因为C++类和对象会自动调用析构函数，所以我们也不需要手动close文件

3.0 关于按位与的说明

这里为何可以用按位与传入多个方法？

假设这些方法就是简单的数字2/4/8（必须是2的倍数）我们可以通过按位与了之后，在按位或，判断某一个数字是否在其中

如果或了之后的数字等于它本身，说明数据在其中！

• 为什么需要是2的倍数呢？

这种方法在linux中常见，比如linux系统的文件接口

3.1 ifstream

这个对象是用于读取文件的，默认情况下，传入的打开方法为in

void test1()
{ifstream ifs("test.txt");while (ifs){char ch = ifs.get();cout << ch;}
}

因为重载了bool，所以可以很方便的直接用while来判断结束，成功输出了文件中的内容

	ifstream ifs("test.txt");char ch;while (ifs >> ch){cout << ch;}

第二种读取方法采用了流插入>>上面提到过，流提取和插入的时候，会把空格和换行当作数据的分隔符，所以它是不能打印出空格和换行

3.2 ofstream

写文件的方式同上，用out方法打开文件就可以了（默认传的就是out）

	ofstream ifs2("test1.txt",ios::out);char str[] = "i love u\n";ifs2.write(str,sizeof(str));

不过这个和C语言的w方法一样，写入的时候会覆盖文件中已有的内容。如果想进行追加，则需要在后面加上app；如果是执行二进制读写，则需要与上ios::binary

	ofstream ifs2("test1.txt",ios::out|ios::app);char str[] = "i love u";ifs2.write(str,sizeof(str));

运行成功后会在文件尾部追加内容

注意，这里的字符串不能用string进行处理，因为string内部只存了一个指向字符串空间的指针，写入string相当于把指针写入进文件中，是么有用的！

流插入文本

但是，如果我们用<<进行提取的时候，就可以用string了

void test2()
{ifstream ifs("test.txt");ofstream ofs("test1.txt");char ch;ch = ifs.get();while (~ch){ofs << ch;cout << ch;ch = ifs.get();}string s("i love you");ofs << s;
}

程序运行后，会把test.txt中的内容输出到控制台，同时写入到test1.txt

最后还会写入一个string的内容

这是因为我们调用<<的时候，就和cin<<s一样，调用的是string重载的流提取操作符

底层实现的时候会将其转为C语言的字符串，从而写入到了文件中

所以当我们需要写入一个自定义类型的时候，可以重载流提取操作符，不仅可以更方便的打印，还可以写入到文件中

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3.3 ostringstream/istringstream

这个类可以将不同的类型转为字符串

这种操作被称为序列化和反序列化，在处理自定义类型的时候非常好用

struct Date
{
public:friend ostream& operator << (ostream& out, const Date& d);friend istream& operator >> (istream& in, Date& d);Date(int y=0, int m=0, int d=0){_year = y;_month = m;_day = d;}
private:int _year;int _month;int _day;
};istream& operator >> (istream& in, Date& d)
{in >> d._year >> d._month >> d._day;return in;
}ostream& operator << (ostream& out, const Date& d)
{out << d._year << " " << d._month << " " << d._day;return out;
}void test4()
{int i = 123;double d = 44.55;ostringstream oss;//序列化oss << i;string stri = oss.str();oss.str("");//清空ossoss << d;string strd = oss.str();cout << strd<< endl;oss.str("");//清空ossDate d1(2022, 10, 11);oss << d1;string strdt = oss.str();cout << strdt << endl;istringstream iss(strdt);//反序列Date d2;iss >> d2;cout << d2 << endl;
}

3.4 stringstream

这个对象可以用于字符串拼接，也可以用来将其他类型转为str

	stringstream sstream;// 将多个字符串放入 sstream 中sstream << "first" << " " << "string,";sstream << " second string";cout << "strResult is: " << sstream.str() << endl;// 清空 sstreamsstream.str("");sstream << "third string";cout << endl;cout << "After clear, strResult is: " << sstream.str() << endl;

3.5使用stringstream的注意事项

• stringstream实现转换，实际上是维护了一个string对象实现的

• 我们可以使用str("")清空里面的string对象，设置为空字符串

• 多次数据类型转换的时候，需要用clear()来清空，才能正确转换。不过clear()不会清空底层的string对象

• 因为使用的是string对象，所以使用的时候不需要格式化控制，可以自动推导类型

stringstreams在转换结尾时(即最后一个转换后),会将其内部状态设置为badbit
因此下一次转换是必须调用clear()将状态重置为goodbit才可以继续转换

这里在第一次调用stringstream操作后，我们没有进行clear，会发现后续的double类型转换失败了

执行了clear之后，转换成功！

结语

关于C++IO流操作的基本认识到这里就over了。

因为在实际中用的并不算多，所以这部分的内容大多数是了解一二，知道如何使用，以及3.0中提到的按位与操作是怎么实现的就OK了！