C++输入输出流(IO流)
Posted 山舟
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了C++输入输出流(IO流)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
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一、C语言的输入输出
C语言中最常用到的输入输出方式就是scanf()与printf()。 scanf()是从标准输入设备(键盘) 读取数据,并将值存放在一个或一些变量中;printf()是将指定的文字/字符串输出到 标准输出设备(屏幕)。
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:
对输入输出缓冲区的理解:
- 可以屏蔽掉低级IO的实现,低级IO的实现一般都依赖操作系统内核的实现,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。
- 可以实现“行”读取的行为,对于计算机而言是没有“行”这个概念的,但有了这部分,就可以定义出来“行”的概念,然后解析缓冲区的内容,返回一个“行”。
二、什么是流
“流”即是流动,是物质从一处向另一处流动的过程。具体到这里,是对一种有序、连续、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或流类,用以完成某方面的功能,下面将介绍这些流。
三、C++的IO流
1.概览
C++系统实现了一个庞大的类的库,如下图所示。其中ios为基类,其他类都直接或间接派生自ios类。
2.标准IO流
(1)cin、cout、cerr、clog
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;使用cerr用来进行标准错误的输出;使用clog进行日志的输出。
从前图可以看出,cout、cerr、clog是ostream类的三个不同的对象,因此这三个对象基本没有区别,只是应用场景不同。
如下图所示都是向显示器输出,本意是希望一般的输出用cout,错误输出用cerr,日志输出用clog,但一般很少用到后两个,全部用cout输出。
运行结果如下:
(2)cin、cout与scanf、printf
C++提供了cin、cout,C语言提供了scanf、printf,他们都可以进行输入输出,但建议能用cin、cout就优先用这两个,如果遇到格式化输入输出时用scanf、printf(cin、cout同样可以格式化输入输出,但是使用起来比较复杂,不如直接用现成的scanf、printf)。
同时,由于C++在某些方面与C语言有较大差异,有时混用四个输入输出也会出现问题。
比如字符串string在C++中用size值来标记字符串的结尾,而C语言下用’\\0’来标示字符串的结尾,这一个差异在输入输出时就可能会产生问题,为此string还特意提供了c_str()来用于C语言下的操作。
(3)输入输出重载
cin和cout可以直接输入和输出内置类型(如int、double等)和部分标准自定义类型(如string等),原因是标准库已经将所有这些类型的输入和输出重载了,直接使用即可。
对于我们自定义的类型,如果想直接使用cin、cout来输入输出,需要自己重载>>和<<,否则不能直接使用。
(4)getline
同scanf一样,cin也是以空格和换行为间隔分割数据,所以对于一行有空格的数据,它并不能全部读取,这时就要用到getline,getline以换行为间隔分割数据,如下图所示。
运行结果如下:
(5)循环输入
当输入若干行内容时,可以用如下的解决方式。
运行结果如下:
类似于C语言中:
char buffer[100];
while(scanf("%s", buffer) != EOF)
//...
可以用Ctrl+C来结束输入,其本质是向该进程发送了信号,具体可见【万字详解Linux系列】进程信号,在Linux下和Windows下都是一样的道理。
2.文件流fstream
(1)ifstream、ofstream
ifstream如下创建一个对象,name是文件名,mode是操作的方式。
ifstream ifs(name, mode);
mode有如下几种可供选择:
ifstream对象可调用的成员函数,常用的有get,getline,read,seekg,tellg等。通过函数名即可大致了解其作用。get一次获取文件的一个字符,getline一次获取文件的一行,read从文件中读一段内容,seekg设置文件指针的位置,tellg查找文件指针的位置。
(2)用法
- 定义一个文件流对象:ifstream(只输入用)、ofstream(只输出用)、fstream(既输入又输出用)
- 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
- 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
- 关闭文件
类似于C语言的用法
下面的两段代码分别演示ifstream和ofstream对文件读写,写法类似于C语言中的fread、fwrite这些接口,只不过是变成了面向对象而已。
下面这段代码是用ifstream读文件中的内容。
运行结果如下:
下面这段代码是用ofstream向文件中写入内容,使用方法基本同ifstream。
运行结果如下:
C++的用法
下面是C++提供的文件流的新用法,文件流也是流,所以他也可以用<<或>>来进行读写,用法如下。
代码如下:
void WriteFile()
//类似于C语言的用法
//ofstream ofs("write.txt");
//ofs.put('h');
//char msg[] = "ello world";
//int size = sizeof(msg);
//ofs.write(msg, size);
//可调可不调,因为ofs出了作用域后析构函数会自动调用
//ofs.close();
//C++的新用法
ofstream ofs("write.txt");
char c = 'h';
string str = "ello world";
ofs << c << str;
int main()
WriteFile();
return 0;
这样ofstream的对象也可以像cout那样通过流来向文件写入内容。
运行结果如下:
ifstream使用方法同理,只不过流的方向要反一下,这里不再赘述。
3.字符串流sstream
sstream中包括istringstream、ostringstream 和 stringstream三个流,分别用来进行流的输入、输出和输入输出操作,但使用时一般直接用stringstream比较方便。
(1)读
代码如下:
#include <sstream>
#include <iostream>
using namespace std;
struct ServerInfo//一个简单的结构体
string ip;
int port;
;
int main()
stringstream ss;//定义一个对象
ServerInfo info = "192.0.0.1",8081 ;//初始化
ss << info.ip << " " << info.port;//将info的两个成员流入ss
string str = ss.str();//通过成员函数str()拿到ss内存储的字符串
cout << str << endl;//打印
return 0;
运行结果如下,对字符串的处理非常方便。
运行结果如下:
(2)写
在前面读的基础上再向新的结构体写入已读入的内容。
代码如下:
#include <sstream>
#include <iostream>
using namespace std;
struct ServerInfo
string ip;
int port;
;
int main()
stringstream ss;
ServerInfo info = "192.0.0.1",8081 ;
ss << info.ip << " " << info.port;
//将s中的内容又写入newInfo中
//注意:不同项的内容必须以空格或换行结尾,这是C/C++都要求的
ServerInfo newInfo;
ss >> newInfo.ip >> newInfo.port;
return 0;
运行结果如下:
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以上是关于C++输入输出流(IO流)的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章