C++in/out输入输出流[IO流]

1. C语言的输入与输出

C语言用到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

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，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，计算机没有“行”这个概念，有了这部分，可以定义“行”的概念，解析缓冲区的内容，返回一个“行”。

C/C++IO的区别与联系

ostream/istream 支持自定义类型对象的流插入和流提取[重载]

int main()
{
	//cin和scanf输入时 默认用空格/换行分割
	int year = 0, month = 0, day = 0;
	cin >> year >> month >> day;
	//scanf("%d%d%d", &year, &month, &day);
	//scanf("%d %d %d", &year, &month, &day);  //也可以 没必要
	cout << year << month << day;

	//20231027
	scanf("%4d%2d%2d", &year, &month, &day);

	string str;
	cin >> str;
	year = stoi(str.substr(0, 4));
	month = stoi(str.substr(4, 2));
	day = stoi(str.substr(6, 2));

	cout << year << month << day;

	return 0;
}

2.C++的IO流

2.1流的概念

“流”即是流动的意思，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（ 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”。特性：有序连续、具有方向性

2.2C++IO流

2.3刷题常见while(cin >> str)

牛客/力扣常见: 多个测试样例

int main()
{
	int year, month, day;

	string str;
	while (cin >> str)
	{
		year = stoi(str.substr(0, 4));
		month = stoi(str.substr(4, 2));
		day = stoi(str.substr(6, 2));

		cout << year << "年" << month << "月" << day << "日" << endl;
	}

	return 0;
}

为什么 cin >> str 能做为循环判断的条件?查阅文档如下

如果设置了故障位或坏位中的至少一个，则为空指针。其他一些值。
C++11 如果至少设置了其中一个错误标志(ctrl + Z +“+” 或者 ctrl + C[进程终止])，则函数返回false，否则返回true。
有些同学在这里看不懂operator bool是啥 建议看一下重载强制类型转换运算符

重载强制类型转换运算符

class A
{
public:
	/*不存在从"int" 转换到"A"的适当构造函数
	explicit A(int _a)
		:_a(_a)
	{
	
	}
	*/
	A(int _a)
		:_a(_a)
	{

	}

	//如果不重载int     报错: A类型无法转换成int
	operator int()
	{
		return _a;
	}

private:
	int _a;
};

int main()
{
	// 内置类型 转换成自定义类型
	// 隐式类型转换 
	// 用1构造A类型的临时对象 拷贝构造给aa1 
	// 优化后1直接去构造aa1
	A aa1 = 1; 

	// 自定义类型 转换成内置类型
	int i = aa1;  
	cout << i << endl;
	return 0;
}

模拟while(cin >> str)

class Date
{
	friend ostream& operator << (ostream& out, const Date& d);
	friend istream& operator >> (istream& in, Date& d);
public:
	Date(int year = 2023, int month = 10, int day = 27)
		:_year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{
	
	}

	explicit operator bool() const
	{
		//现在还没有2024年
		if (_year == 2024)
			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;
}

int main()
{
	//cout 自动识别类型  --  重载 流提取 运算符
	/*
	int b = 1;
	double j = 2.2;
	cout << b << endl;
	cout << j << endl;
	*/

	Date d(2023, 10, 27);
	cout << d << endl;

	//d是Date类型的 Date类重载了bool 
	// 此处while循环判断的值是布尔类型 
	// 所以此处while(d) 相当于 while( d.operaotor bool() )

	//while(cin >> str) ==> operator>>(cin, str)[istream类里重载了bool强制类型转换运算符]
	while (d)  
	{
		cin >> d;
		if(d)
			cout << "您输入的日期为: " << d << endl;
		else
			cout << "输入错误 循环终止!" << endl;
	}

	return 0;
}

2.4C++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，
cerr进行标准错误的输出
clog进行日志的输出

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:
5. 自定义类型如果要支持cin和cout的标准输入输出，需要对<<和>>进行重载。
6. 连续输入时，vs系列编译器下在输入ctrl+Z时结束

2.5C++文件IO流

1.ifstream

输出文件

int main()
{
	ifstream ifs("test.cpp");
	char ch = ifs.get();
	while (ifs)
	{
		cout << ch;
		ch = ifs.get();
	}

	return 0;
}

读文件

class Date
{
	friend ostream& operator << (ostream& out, const Date& d);
	friend istream& operator >> (istream& in, Date& d);
public:
	Date(int year = 2023, int month = 10, int day = 27)
		:_year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{

	}

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;
}
int main()
{
	ifstream ifs("obj.txt");

	int i;
	string j;
	double k;
	Date d1;
	Date d2;
	Date d3;

	ifs >> i >> j >> k >> d1 >> d2 >> d3;
	cout << i << endl << j << endl << k << endl << d1 << endl << d2 << endl << d3 << endl;
	return 0;
}