【C++Primer笔记】第八章 IO库

从本章节开始进入第二部分：C++标准库！

（开始艰难起来了orz）

IO类

（举例：包含iostream头文件后还需要写using std::cin;）

（要是图省事就用using namespace std;）

C++标准IO库：

• 包含istream、ostream、iostream类型
• 包含ifstream、ofstream、fstream类型
• 包含istringstream、ostringstream、stringstream类型

注：每个类型还有对应的宽字符版本（定义在同一头文件中，如ifstream对应wifstream类型）

类型ifstream和istringstream都**继承**自istream，因此，我们可以像使用istream一样使用ifstream和istringstream（如像cin一样用<<操作这些类型的对象）。ostream也是类似的。

• IO对象不能拷贝或赋值。因此，进行IO操作的函数通常用引用方式传递和返回流。读写一个IO对象会改变其状态，所以传递和返回的引用**不能是const**的。

管理流的状态

1. 一个流一旦发生错误，其上后续的操作都会失败。因此，代码在使用一个流之前应该检查它是否处于良好状态。最简单的方法是把流对象当作一个条件来使用：

   while (cin >> word) {...}
   

2. 上述方式相当于使用!cin.fail()当作条件。除此以外，bad()表示系统级错误，eof()表示到达文件末尾。

3. 流对象的rdstate成员返回一个iostate值，对应当前流的状态。IO库定义了四个iostate的constexpr值：badbit、eofbit、failbit、goodbit。

4. clear不接受参数的版本清除所有错误位。接受参数的版本接收一个iostate值，表示新的流状态：

   cin.clear(); //使cin有效
   //复位cin的failbit位，其他位保持不变
   cin.clear(cin.rdstate() & ~cin.failbit);
   

管理输出缓冲

输出时，输出内容可能立即被打印出来，也可能被保存在缓冲区中，随后再打印。

导致缓冲刷新的原因：

• 程序正常结束

• 缓冲区满，需要刷新缓冲，后面的数据才会被写入

• 使用如endl、flush、ends的操纵符显式刷新缓冲区

  cout << "Yo!" << endl; //输出Yo和一个换行，然后刷新
  cout << "Yo!" << ends; //输出Yo和一个空字符，然后刷新
  cout << "Yo!" << flush; //输出Yo，然后刷新
  

• 用unitbuf设置流的内部状态。

  cout << unitbuf; //之后的所有输出操作后都会立即刷新
  cout << nounitbuf; //回到正常的缓冲方式
  

  注：cerr默认下是设置unitbuf的。

• 一个输出流可能被关联到另一个流。当读写后者时，前者会被刷新。如，默认情况下，cin和cerr都关联到cout，因此读cin或写cerr都会导致cout的缓冲区被刷新。

  交互式系统应关联输入、输出流，使得所有输出都会在用户输入信息前被打印出来。

  //把cin关联到cerr，之后读cin将刷新cerr
  cin.tie(&cerr); 
  //cin.tie()返回cin关联的输出流的指针
  

  一个流最多被关联到一个流，但多个流可以同时被关联到ostream。

警告：如果程序崩溃，输出缓冲区可能不会被刷新，所输出的数据可能还停留在缓冲区等待打印！这就是为什么我们要在调试输出的语句后面加上endl！

文件输入和输出

头文件fstream定义了三个类型来支持文件IO：ifstream读数据，ofstream写数据，fstream读写数据。

使用文件流对象

1. 利用IO类的继承关系，我们可以使用多态。如：在调用有&ostream参数的函数时，我们可以传递给它一个ofstream对象。

2. 打开文件有两种方式：

   //方式一：infile可以是string，也可以是C风格字符数组
   ifstream in(ifile);
   //方式二：
   ofstream out;
   out.open(ifile" + ".copy");
   //检查open是否成功
   if (out) {...}
   

   如果调用open失败，failbit会被置位。进行打开文件是否成功的检测是一个好习惯。

3. 为了将流关联到另一个文件，必须首先关闭已关联的文件。

   in.close(); //关闭文件
   in.open(ifile + "2"); //打开另一个文件
   

4. 当一个文件流对象被销毁（离开其作用域）时，与之关联的文件会被自动关闭，即close会被自动调用！（例如，在循环里定义一个ifstream对象，则每次循环都会被创建和自动销毁）

文件模式

把命令行控制台当成是文件。

• in：读方式（不能用于ofstream对象）
• out：写方式，默认trunc模式（不能用于ifstream对象）
• trunc：清除文件内容（前提是设置了out）
• app：写操作前定位到文件末尾（设置了app也就隐式设置了out）
• ate：打开文件后定位到文件末尾（可用于任何对象）
• binary：用二进制方式进行IO（可用于任何对象）

默认情况下，ifstream使用in模式，ofstream使用out模式，fstream使用in和out模式。

ofstream out1(fileName); //清除文件内容
ofstream out2(fileName, ofstream::app); //保留文件内容
ofstream out3;
out3.open(fileName, ofstream::app);

string流

把字符串看作是文件。

头文件sstream定义了三个类型来支持内存IO：istringstream从string读数据，ostringstream向string写数据，stringstream则支持双向操作。

特有操作：

• sstream strm和sstream strm(s)：构造对象（s是字符串）
• strm.str()：返回strm中所保存的string拷贝
• strm.str(s)：将string s拷贝到strm中，无返回值

当我们的工作是对整行进行处理，并包括处理行内的单个单词时，通常可以使用istringstream。

struct PersonInfo {
	string name;
	vector phones;
};
//将控制台输入的姓名和电话号码（可能一个人有多个）信息保存到结构体数组中
string line, word;
vector phoneList;
while (getline(cin,line)) {
    PersonInfo temp;
    istringstream record(line); //绑定到刚读入的行
    record >> temp.name;
    while (record >> tempPhone) 
        temp.phones.push_back(tempPhone);
    phoneList.push_back(temp);
}

相当于把一行string信息作为控制台信息进行读写。