1、输入相关的成员函数
本节我们介绍一下输入相关的常用的类成员函数。
1) get函数
get函数有三种重载形式:不带参数、带一个参数和带有三个参数。首先我们来看一下不带参数的get函数的使用方法。
不带参数的get函数,其功能是从输入流中读入一个字符,并将其返回,但遇到文件结束符时则返回文件结束标识EOF,文件结束符标识是采用宏定义的形式定义出来的,它的宏定义形式如下:
#define EOF (-1)
例1:
本例程调用get函数,每次从输入流中读入一个字符,然后将其输出。如此循环直到遇到文件结束符。运行程序:(↙表示用户按下enter键)
Abcdefghi 12340_+<.>?↙
Abcdefghi 12340_+<.>?↙
Asdf sss00.kkksk↙
Asdf sss00.kkksk↙
Ctrl + z
get函数在遇到空格、tab键以及换行符并不会像cin那样直接进行忽略,而是将它们当成一个字符。在运行时当用户按下enter键之后就会将先前的输入字符全都输出,但这并不意味着enter键就是文件结束符,enter键不是文件结束符。程序运行之所以会发生这样的情况,那是因为enter键会带动一次清扫缓冲区行为。每当用户输入一行字符串按下enter键之后,清扫一次缓冲区,将先前输入内容从缓冲区中读出。文件结束符在不同的编译器上定义不同,在Visual studio环境下运行程序,Ctrl + z 即为EOF。在这个例程中put函数的功能是输出一个字符,也是一个成员函数,可以通过cout对象进行调用。
带有一个参数的get函数,其参数是一个char型变量,用于存放读入的单个字符。同时函数的返回值不再是读入的字符,而是bool类型,读取成功时函数返回一个非0值,当读取失败则返回0,相当于false,此时则停止读入字符。
例2:
带有三个参数的get函数第一个参数是字符数组或字符指针,用于将读入的字符串存入到字符数组或指针所指向的内存空间;第二个参数为读入字符个数;最后一个参数为读取的终止字符。如果未读满指定的个数就碰到了终止字符,则会提前终止读入字符。函数读取成功返回一个非0值,读入失败或遇到文件终止符则返回0,即为false。
例3:
本例中使用get函数依次读入输入字符,我们在调用get函数时第二个参数设置为10,但是每次读入的字符只有9个,这是因为字符数组末尾的一个字符为’\0’,因此每次给出的参数是n,但每次仅读取n-1个字符。get函数的这种重载方式第三个参数可以省略,默认为’\n’。
在系统类库中get函数并非只有这三种类库,不过这三种使用的频繁一些,如果需要了解其它的重载形式可以参考C++类库手册。
2) getline函数
getline函数和带三个参数的get函数类似,getline函数的三个参数与get函数的三个参数含义是相同的,在此就不多做介绍了。我们直接来看下示例。
例4:
当我们输入“12345678901234567890”时,第一次读取,还没读取到9个字符就已经碰到字符‘7’了,此时终止读入,输出a数组中的内容“123456”。然后第二次读入从‘8’开始,刚好读满9个字符,终止读入,输出a数组内容“890123456”,第三次读入从‘8’开始,getline的第三个参数默认是‘\n’,因此将剩余的字符读入之后将其输出。2、
在本例中我们可以看到getline读取输入的字符,其终止字符是不被读入的,碰到一个终止字符则终止本次读入操作,然后指针向后移动一位,指向终止字符的后一个字符,下次读入则从终止字符后面的一个字符读入。而带三个参数的get函数碰到终止字符则停止读入,指针并不会向后移一位指向终止字符后面一个字符,下次读入的时候仍是从终止字符开始读取,如果这一次读取的终止字符与上一次读入时的终止字符相同,则本次读入将不能读到字符。这就是getline函数和带三个参数的get函数的差别。
3) eof函数
eof函数可以用于判断读入数据是否遇到文件结束符,如果遇到文件结束符则返回true,否则返回false。eof其实是end of file的缩写。
例5:
本程序很简单,在while循环每次都判断是否读入到文件结束符,如果读入文件结束符则跳出循环。
4) ignore函数
ignore( int n, char )函数用于忽略输入的n个字符或在遇到指定的字符时提前终止忽略行为。ignore函数的两个参数都带有默认值,n的默认值为1,第二个参数char默认值为EOF。
例6:
在前面我们提到过get函数在第一次和第二次读入字符的时候,不会主动跳过终止字符,此时如果第一次和第二次读入的终止字符相同,用get函数第二次读入则无法读入到字符,因为一开始就碰到终止字符,就终止读入了,为此我们可以使用ignore函数,将这个终止字符忽略掉。忽略了终止字符后,第二次读入就不会有问题了。运行该例程:
12345678901234567890↙
123456
890123456
7890
因为我们使用了ignore函数忽略了终止字符‘7’,故而第二次依然用‘7’作为终止字符仍然可以读取到字符,第二次读取字符完成后,并没有使用ignore函数,并且第三次读入的终止字符为‘\n’,因此第三次读入的字符是从‘7’开始的。
5) peek函数
peek函数没有参数,它用于返回当前指针所指的字符,并且不会移动指针。如果当前指针所指向的是文件结束符,则该函数返回-1(EOF)。
6) putback函数
putback ( char )函数是将get或getline函数读取到的字符重新插入到缓冲区当前指针所指位置,后面仍然会读取该字符。
例7:
在本例中最后一次使用get函数读入字符前,我们使用了两次putback函数,将上一次读入的最后两个字符从新放到缓冲区中,以供第三次调用get函数读入。
2、文本文件的读写操作
计算机上的文件其实是数据的集合,对文件的读写归根结底还是对数据的读写操作。文件可以大致分为两种:文本文件和二进制文件。
文本文件它的每一个字节存放的是一个ASCII码,代表一个字符。二进制文件是将内存中的数据按照其在内存中的存储形式原样存放在磁盘上。文本文件用记事本打开,显示的是字符,如下面左图,而用记事本打开一个二进制文件则显示的是一堆乱码,如下面右图所示。
例1:
我们先通过例1来介绍文本文件的读写,先来看一下头文件,因为我们在程序中使用了cout和cerr对象,因此必须要包含iostream头文件,因为是文件操作故而还需要包含fstream头文件。在主函数中我们先来看一下文件打开操作。ifstream类和ofstream类中都有一个成员函数open,该函数可以用类的对象调用。open函数有两个参数,第一个参数是需要打开的文件名,这个参数可以是字符指针、字符数组或string类型,第二个参数是输入输出格式。下标中列出了一些输入输出格式。
open函数如果打开失败则返回0,也即false,否则则为一个非零值。当然我们的类ifstream和类ofstream中的构造函数中已经包含了open函数的功能,因此我们为了方便,通常会在创建对象时就将参数列出,利用带参数的构造函数打开文件。而本例中使用的就是这样的一种方式,例如“ifstream input( "input.txt", ios::in ); ”,通常我们都会使用这种方式,因为这种方式方便。在程序中我们也检测了文件是否打开成功,如果打开成功则对象创建成功,为一个非0值。打开文件后处理完数据需要关闭文件,我们直接用对象调用close()函数就可以了。
对文本文件的读写操作有两种方式:一种方式是使用输入输出操作符“<<”、“>>”;另一种方式是使用put、get、getline等函数进行操作。第二种方式是使用函数,但是这些函数只是能用于处理字符,对于其它数据类型则有些有心无力了,为此还是建议使用第一种方式,因为第一种方式重载了输入输出操作符,它可以处理所有内建数据类型。在本例中也是使用第一种方式处理整型数据。从例1中我们也可以看到从文件输入和输出与标准输入输出使用方法其实是一样的,只不过是将类对象由cout和cin换成了ofstream类和ifstream类的对象。在示例程序中我们先是从input.txt文件中读取数据存入到数组A[3][10]中,然后再将A[3][10]数组中的数据打印到显示器,之后再将数据写入到output.txt文件中。
3、二进制文件读写操作
二进制文件的读写稍微麻烦一些,对二进制文件的读写同样需要打开文件和关闭文件,打开和关闭方式与文本文件相同,只不过需要在打开方式上加上ios::binary以指明以二进制方式进行读写。
对于文本文件而言,我们只能用ofstream类定义对象用于输出到文件,用ifstream类定义对象用于从文件中输入,而对于二进制文件而言,除了可以这么做以外,我们还可以用fstream类定义对象既能用于从文件输入,又能输出到文件中。
针对二进制文件的读写,输入输出类中定义了专门的函数read和write,这两个都是类的成员函数,它们的函数原型为:
char指针buffer是指向内存中的一段存储空间,size是存储空间的大小,也即需要读写的内容的字节数。有了这两个用于读写二进制文件的函数,我们通过示例来看一下如何使用这两个函数。
例1:
这个例子的主要功能就是先将一个二维数组以二进制的方式写入到一个test.txt文件中,之后再从这个文件中读出其中的数据赋值给另外一个数组。我们来细看一下这个函数的主函数,我们一开始定义了一个数组A[ 3 ][ 10 ],并赋了初值,之后又定义了另一个数组B[ 3 ][ 10 ],用于存放从文件中读入的数据。程序先将A[ 3 ][ 10 ]数组中的数据打印出来。之后定义一个ofstream类的对象,以二进制方式打开文件,这种文件打开方式和文本文件打开方式是一样的,检测文件是否打开方法也是一样的。文件正常打开之后,我们就开始将A[ 3 ][ 10 ]数组中的数据以二进制的形式输出到文件中,此时我们通过ofstream类的对象调用write函数,因为write函数的第一个参数为char指针,因此需要进行一次强制类型转换,第二个参数给出了数组A[ 3 ][ 10 ]在内存中所占空间大小。因为数组在内存中是连续存储的,因此我们可以只用这么一个语句,就将所有的数组内容以二进制的方式写入到文本中,当然如果我们想一个一个数据的输出到文件也不是不可以的,注释掉的那个语句就是一个一个元素输出的。之后输出数据操作结束,关闭文件。
接下来程序开始从文件中读入数据,打开文件也是和打开文本文件是一样的,只是在打开方式处添加了ios::binary以指明以二进制方式打开文件。同样的,我们也可以利用一个语句就将文件中的所有数据都读入到B[ 3 ][ 10 ]数组中。之后我们将B[ 3 ][ 10 ]数组中的数据打印出来。
当然,在程序设计过程中,我们有时候并不会像本例这样的,每次都将一堆数据全部存入文件或者将一堆数据全部读入到内存,很可能我们只需要获取某个指定位置的数据而已,此时如果需要将数据全部读入在找到对应位置数据实在是效率太低。为此系统为我们提供了一些操作文件读写指针位置的成员函数,我们可以使用这些函数,将文件读写指针移动到指定位置并操作其中的数据,具体函数见下表。
表中所列函数以“g”(get的首字母)结尾的函数都是用于输入的函数,而以“p”(put的首字母)结尾的函数都是用于输出的函数。函数中有提到参照位置,在系统中定义了三种参照位置:
1)ios::beg 所打开文件的开头,这是默认值
2)ios::cur 文件读写指针当前的位置
3)ios::end 文件结尾
在本节例1中程序主函数的最后我们使用seekg将文件读写指针以文件开头为标准移动20个int型数据,此时指针指向的是第三行第一列的数据,然后我们用read函数将数据读入到temp中,输出temp结果确实是第三行第一列中的数据9。