C++——IO流

目录

C语言的输入与输出

 流是什么

C++IO流

 C++标准IO流

 C++文件IO流

二进制读写 

文本读写 

 stringstream的简单介绍

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C语言的输入与输出

 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)。
注意宽度输出和精度输出控制。C语言借助了相应的缓冲区来进行输入与输出。如下图所示：

 设备一般为：终端/控制台，磁盘文件，网卡

 对输入输出缓冲区的理解：
1.可以屏蔽掉低级I/O的实现，低级I/O的实现依赖操作系统本身内核的实现，所以如果能够屏
蔽这部分的差异，可以很容易写出可移植的程序。
2.可以使用这部分的内容实现“行”读取的行为，对于计算机而言是没有“行”这个概念，有了这
部分，就可以定义“行”的概念，然后解析缓冲区的内容，返回一个“行”。

 流是什么

 流”即是流动的意思，是物质从一处向另一处流动的过程，是对一种有序连续且具有方向性的数
据（ 其单位可以是bit,byte,packet ）的抽象描述。
C++流是指信息从外部输入设备（如键盘）向计算机内部（如内存）输入和从内存向外部输出设
备（显示器）输出的过程。这种输入输出的过程被形象的比喻为“流”。
它的特性是：有序连续、具有方向性
为了实现这种流动，C++定义了I/O标准类库，这些每个类都称为流/流类，用以完成某方面的功
能

C++IO流

 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

 ostream/istream更好支持自定义类型对象的流插入和流。

 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。
在使用时候必须要包含文件并引入std标准命名空间。
注意：
1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. cin和cout可以直接输入和输出内置类型数据，原因：标准库已经将所有内置类型的输入和
输出全部重载了。 

这种多个测试用例得按ctrl+z或ctrl+c进行终止 

string其实是调用了重载 

内置类型转换成自定义类型

 这样可以支持自定义类型转为内置类型

 

 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
ifstream ifile(只输入用)
ofstream ofile(只输出用)
fstream iofile(既输入又输出用)
2. 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
3. 使用提取和插入运算符对文件进行读写操作，或使用成员函数进行读写
4. 关闭文件

头文件

 文件流和IO流用法相似，ifstream在定义一个文件的时候，可以直接输入文件名把文件打开，ifstream防拷贝

打开文件的方式跟之前基本一样，差异不大,有close我们一般不用，因为有析构函数，析构函数会关闭文件

 get

get依赖于operator bool

 跳转了解C++文件读写

 ifs也有流提取，能提取自定义类型的前提是该类型重载了流提取。

读取  

class Date
{
	friend ostream& operator << (ostream& out, const Date& d);
	friend istream& operator >> (istream& in, Date& d);
public:
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
		:_year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{}

	operator bool()
	{
		// 这里是随意写的，假设输入_year为0，则结束
		if (_year == 0)
			return false;
		else
			return true;
	}
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;
}

二进制读写：在内存中如何存储，就如何写道磁盘文件中。 优点：快，缺点：写出去内容看不见。

 文本读写：对象数据序列化字符串写出去，读回来的也是字符串，反序列化转换成对象数据。优点：可以看见写出去是什么。缺点：存在一个转换过程，要慢一些。

ofstream是写，下面是它的介绍，第二个参数是打开模式 

 文件进行写操作

 

二进制读写 

 进行二进制读写小测试

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
#include
#include 
#include
using namespace std;
class Date
{
	friend ostream& operator << (ostream& out, const Date& d);
	friend istream& operator >> (istream& in, Date& d);
public:
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
		:_year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{}

	operator bool()
	{
		// 这里是随意写的，假设输入_year为0，则结束
		if (_year == 0)
			return false;
		else
			return true;
	}
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;
}

struct ServerInfo
{
	//char _address[32];
	string _address;
	int _port;  // 100

	Date _date;
};
struct ConfigManager
{
public:
	ConfigManager(const char *filename="server.config")
		:_filename(filename)
	{}
	void WriteBin(const ServerInfo& info)//以二进制方式写
	{
		ofstream ofs(_filename,ios_base::out|ios_base::binary);//第二个参数是以二进制方式打开
		ofs.write((char*)&info, sizeof(info));//对文件进行写操作
	}
private:
	string _filename;
};
int main()
{
	ServerInfo winfo = {"127.0.0.1",888};
	ConfigManager cm;
	cm.WriteBin(winfo);
	return 0;
}

 读操作

以二进制文件进行读，这里用的是string，读的时候程序会崩溃

 换成字符数组不会报错，这是因为

 此时再换成string,先写

 再读，此时程序直接崩溃，啥都不显示

这是因为string结构是这样，字符串短的时候存在buff中，长的时候在堆上，当我们写出去的时候，写出去的是一个地址，这个地址是我们第一次进行写的地址，注意这里是分别执行写和读，当写结束之后，该地址就被销毁，而读的时候仍然去该地址进行读取 就会报错，因为这里已经是野指针了。

文本读写 

文本写，如果这里要写入日期类，会比较麻烦

 

 文件读，这里如果读日期类，也会很麻烦

我们可以用流插入和流提取来进行优化，这里由于我们写的日期类重载了流插入和流提取，所以能直接对日期类进行流插入和提取操作，注意要加换行或空格，不然会数据会挨在一起

	void WriteText(const ServerInfo& info)
	{
		ofstream ofs(_filename, ios_base::out);
		ofs << info._address << endl;
		ofs << info._port << endl;
		ofs << info._date << endl;
	}

	void ReadText(ServerInfo& info)
	{
		ifstream ifs(_filename, ios_base::in | ios_base::binary);
		ifs >> info._address >> info._port >> info._date;
	}

 

 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，如何去做？
1. 使用itoa()函数
2. 使用sprintf()函数
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。头文件#Include
在程序中如果想要使用stringstream，必须要包含头文件。在该头文件下，标准库三个类：
istringstream（从字符串中解析出来）、ostringstream（转成字符串） 和 stringstream，分别用来进行流的输入、输出和输入输出操
作，本文主要介绍stringstream。

它也有流插入和流提取
序列化
 

反序列化

 可以用stringstream代替istream和ostream，stringstream集后俩者功能与一体