C++ -- IO流

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C语言的输入与输出

C++IO流

C++标准IO流

 C++文件IO流

文件常见的打开方式如下

以二进制的形式操作文件 

以文本的形式操作文件

读写结构体

stringstream的简单介绍

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C语言的输入与输出

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C语言中我们用到的最频繁的输入输出方式就是scanf ()与printf()。

scanf(): 从标准输入设备(键盘)读取数据，并将值存放在变量中。
printf(): 将指定的文字/字符串输出到标准输出设备(屏幕)，使用时需要注意宽度输出和精度输出控制。

C++IO流

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C++系统实现了一个庞大的类库，其中ios为基类，其他类都是直接或间接派生自ios类

C++标准IO流

C++标准库提供了4个全局流对象cin、cout、cerr、clog

使用cout进行标准输出，即数据从内存流向控制台(显示器)。
使用cin进行标准输入即数据通过键盘输入到程序中，
同时C++标准库还提供了cerr用来进行标准错误的输出，
以及clog进行日志的输出
从上图可以看出，cout、cerr、clog是ostream类的三个不同的对象，因此这三个对象现在基本没有区别，只是应用场景不同

注意：使用这4个流的时候必须要包含文件并引入std标准命名空间

• cin为缓冲流。键盘输入的数据保存在缓冲区中，当要提取时，是从缓冲区中拿。如果一次输入过多，会留在那儿慢慢用，如果输入错了，必须在回车之前修改，如果回车键按下就无法挽回了。只有把输入缓冲区中的数据取完后，才要求输入新的数据
• 输入的数据类型必须与要提取的数据类型一致，否则出错。出错只是在流的状态字state中对应位置位（置1），程序继续
• 空格和回车都可以作为数据之间的分格符，所以多个数据可以在一行输入，也可以分行输入。但如果是字符型和字符串，则空格（ASCII码为32）无法用cin输入，字符串中也不能有空格。回车符也无法读入

例如，我们使用cin无法将含空格的字符串"hello world"输入到string对象中

#include<iostream>
using namespace std;int main() {//int a = 0;//scanf("%d", &a);//printf("%d", a);//cin >> a; // cin是标准库中定义的istream类型全局对象//cout << a; // cout是标准库中定义的ostream类型全局对象//cin.operator>>(a);//cout.operator<<(a);int a = 1;double b = 2.2;//C++ cout和cin能自动识别对象类型，因为本质他是一个函数重载区分识别cout << a << endl;cout << b << endl;string str;// 会调用 std::ios::operator bool()while (cin >> str) {  // 按ctrl+c 结束cout << str << endl;}return 0;
}

对于含有空格的字符串，我们需要使用getline函数进行读取，因为getline函数只有遇到’\n’才会停止读取

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s;getline(cin, s);   //输入："hello world"cout << s << endl; //输出："hello world"return 0;
}

istream类型对象转换为逻辑条件判断值

        实际上我们看到使用 while(cin>>i) 去流中提取对象数据时，调用的是operator>>，返回值是istream类型的对象，那么这里可以做逻辑条件值，源自于istream的对象又调用了operator bool，operator bool调用时如果接收流失败，或者有结束标志，则返回false
 

// istream& operator>> (int& val);
// explicit operator bool() const;
int main(){string str;// 会调用 std::ios::operator bool()while (cin >> str) {  // 按ctrl+c 结束cout << str << endl;}
}

 C++文件IO流

C++根据文件内容的数据格式分为二进制文件和文本文件。采用文件流对象操作文件的一般步骤：

1. 定义一个文件流对象，操作文件的类有以下三个：

• ifstream ifile(只读)
• ofstream ofile(只写)
• fstream iofile(可读可写)

        使用文件流对象的成员函数打开一个磁盘文件，使得文件流对象和磁盘文件之间建立联系

文件常见的打开方式如下

打开方式	功能
ios_base::in	以读的方式打开文件
ios_base::out	以写的方式打开文件
ios_base::app	以追加的方式对文件进行写入
ios_base::binary	以二进制方式对文件进行操作
ios_base::ate	输出位置从文件的末尾开始
ios_base::trunc	先将文件内容清空再打开文件

以二进制的形式操作文件 

以二进制的形式对文件进行写入操作： 

#include<fstream>
int main(){ofstream ofs("test.txt",ios_base::binary ); //以二进制写入的方式打开ofs.put('c');			// fputc()ofs.write("11111", 3);	 // fwrite()ofs.close();return 0;
}

以二进制的形式对文件进行读取操作：

int main(){ifstream ifs("test.txt",ios_base::binary ); // 以二进制读取的方式打开ifs.seekg(0, ifs.end); //跳转到文件末尾int length = ifs.tellg(); //获取当前字符在文件当中的位置，即文件的字符总数ifs.seekg(0, ifs.beg); //重新回到文件开头char buffer[100];//读取到的数据存在buffer里面ifs.read(buffer, length);// 处理读取到的数据for (int i = 0; i < length; i++){cout << buffer[i];}cout << endl;ifs.close();return 0;
}

注意：使用二进制的方式进行读取不能使用string，否则程序会读取异常，虽然在一个进程里面读取没有问题，一个程序写入，另一个程序读取就会出现问题

使用二进制的方式进行操作文件，很不方便，一般都是使用文本的方式操作文件

以文本的形式操作文件

对文件的操作一般喜欢使用流的方式进行读取，更加方便，可以不使用类的成员的函数

 以文本的形式对文件进行写入操作：

int main(){ofstream ofs("test.txt"); // fopen(,"W")ofs.put('c');			// fputc()ofs.write("11111", 3);	 // fwrite()ofs << "!!!";ofs.close();return 0;
}

以文本的形式对文件进行读取操作：

int main(){	ifstream ifs("test.txt");  // fopen(, "R")cout << (char)ifs.get() << endl; // fgetc()cout << (char)ifs.get() << endl; // fgetc()cout << (char)ifs.get() << endl; // fgetc()cout << (char)ifs.get() << endl; // fgetc()string s;ifs >> s; //读取到空格或文件末尾就停下了cout << s;ifs.close();// ifs.read  // fread()return 0;
}

注意：使用ofstream类对象的open函数时，若不指定打开方式，则默认以写的方式打开文件；使用ifstream类对象的open函数时，若不指定打开方式，则默认以读的方式打开文件；使用fstream类对象的open函数时，若不指定打开方式，则默认以写+读的方式打开文件

读写结构体

struct info {string name;int age;int score;
};int main(){info win = { "小唐",19 };ofstream ofs("test2.txt");ofs << win.name << " "; // 这里有分隔符，下面才能这样读ofs << win.age << endl; // 分隔符可以是空格或者回车ofs.close();info rin;ifstream ifs("test2.txt");ifs >> rin.name;ifs >> rin.age;cout << rin.name << ":" << rin.age << endl;return 0;
}

stringstream的简单介绍

在C语言中，如果想要将一个整形变量的数据转化为字符串格式：

• 使用itoa()函数
• 使用sprintf()函数

int main()
{int n = 123456789;char s1[32];_itoa(n, s1, 10);char s2[32];sprintf(s2, "%d", n);char s3[32];sprintf(s3, "%f", n);return 0;
}

但是两个函数在转化时，都得需要先给出保存结果的空间，那空间要给多大呢，就不太好界定，而且转化格式不匹配时，可能还会得到错误的结果甚至程序崩溃

在C++中，可以使用stringstream类对象来避开此问题。
在程序中如果想要使用stringstream，必须要包含头文件 <sstream>。
 

stringstream主要可以用来：

1. 将数值类型数据格式化为字符串

#include<sstream>
int main()
{int a = 12345678;string sa;// 将一个整形变量转化为字符串，存储到string类对象中stringstream s;s << a;s >> sa;// clear()// 注意多次转换时，必须使用clear将上次转换状态清空掉// 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才可以转换// 但是clear()不会将stringstreams底层字符串清空掉// s.str("");// 将stringstream底层管理string对象设置成"",// 否则多次转换时，会将结果全部累积在底层string对象中s.str("");s.clear(); // 清空s, 不清空会转化失败double d = 12.34;s << d;s >> sa;string sValue;sValue = s.str(); // str()方法：返回stringsteam中管理的string类型cout << sValue << endl;return 0;
}

2. 字符串拼接

int main()
{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 << "After clear, strResult is: " << sstream.str() << endl;return 0;
}

序列化和反序列化结构数据

#include<sstream>
struct info {string name;int age;int score;
};int main(){info win = { "小邓",21 ,99 };// 序列化成字符串ostringstream ost;ost << win.name << endl;ost << win.age << endl;ost << win.score << " ";string str1 = ost.str();cout << str1 << endl;// 网络中就可以把这个str1发送给另一端// //网络另一端接收到以后就可以解析数据// 反序列化成字符串istringstream ist;info rin;ist.str(str1);ist >> rin.name;ist >> rin.age;ist >> rin.score;cout << rin.name << endl;cout << rin.age << endl;cout << rin.score << " ";return 0;
}

• stringstream实际是在其底层维护了一个string类型的对象用来保存结果。
• 多次数据类型转化时，一定要用clear()来清空，才能正确转化，但clear()不会将stringstream底层的string对象清空。
• 可以使用s. str("")方法将底层string对象设置为""空字符串。
• 可以使用s.str()让stringstream返回其底层的string对象。
• stringstream使用string类对象代替字符数组，可以避免缓冲区溢出的危险，而且其会对参数类型进行推演，不需要格式化控制，也不会出现格式化失败的风险，因此使用更方便，更安全。