C++ IO流

Posted 2021-10-18 L_add

IO流

• C的输入与输出
• 流
• C++IO流
• C++标准IO流
• C++ 文件IO流
• • 模拟写入写出
• String stream 简单介绍

C的输入与输出

C语言中输入输出方式是scanf()和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。

对输入输出缓冲区的理解

• 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。
• 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

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

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 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。

int main()
{
	cout << "正常输出" << endl;
	cerr << "错误输出" << endl;
	clog << "日志输出" << endl;
	return 0;
}

cin >> s._name >> s._age;//数据从设备(终端)流向对象中(内存)
	cout << "名字:" << s._name << "年龄:" << s._age << endl;
	//数据从对象(内存)流向设备(终端)

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。string line; cin >> line; cout << line << endl;
   

string line;
	/*
	cin >> line;
	cout << line << endl;*/
	getline(cin, line);//获取字符串以换行结束的
	cout << line << endl;
	//内置类型可以支持输入输出，自定义类型不能
	//自定义类型想要cout和cin输入输出，需要自己重载 << >>运算符

	string str;
	//多行输入 ctrl+c结束
	//operator >>(cin,str)->return cin 对象，
	//cin 可以做逻辑判断： operator void*()const -istream对象可以转化成空指针
	//调用 operator bool() const;->返回真假
	//自定义类型对象可以直接做条件逻辑判断
	//可以重载operator void*()或operator bool
	while (cin >> str)
	{
		cout << str << endl;
	}

3. 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。
4. 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。
5. 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:

struct Student
{
	string _name = "peter";
	int _age = 18;
};
int main()
{
	Student s;
	cout << "名字:" << s._name << "年龄:" << s._age << endl;
	printf("名字：%s,年龄:%d\\n", s._name.c_str(), s._age);
	return 0;
}

	Student s;
	cin >> s._name >> s._age;
	cout << "名字:" << s._name << "年龄:" << s._age << endl;
	scanf("%s%d", s._name.c_str(), &s._age);
	printf("名字：%s,年龄:%d\\n", s._name.c_str(), s._age);
	//如果第二个输入长度大于第一个，会越界，严格来说就崩了
	//但是VS下string进行了特殊处理，当小于16会存到Buf指针中

	Student s;
	cin >> s._name >> s._age;
	cout << "名字:" << s._name << "年龄:" << s._age << endl;

	scanf("%s%d", s._name.c_str(), &s._age);
	cout << "名字:" << s._name << "年龄:" << s._age << endl;

Student s;
	cin >> s._name >> s._age;
	cout << "名字:" << s._name << "年龄:" << s._age << endl;
	s._name.resize(100);//提前开好空间就不会出错
	scanf("%s%d", s._name.c_str(), &s._age);
	cout << "名字:" << s._name << "年龄:" << s._age << endl;
	//printf("名字：%s,年龄:%d\\n", s._name.c_str(), s._age);
	//建议：1.C++尽量用cin/cout
	//2.用cout和cin 不方便的地方用scanf和printf

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。(头文件：fstream)

1、定义一个文件流对象

• ifstream ifile（只用于输入）
• ofstream ofile（只用于输出）
• fstream iofile （可输入可输出）
  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关系
  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

void Readfile()
{
	ifstream ifs("main.cpp");
	char ch;
	//while ((ch = ifs.get()) != EOF)
	//{
	//	cout << ch;
	//}
	//while (ifs.get(ch))
	//{
	//	cout << ch;
	//}
	while (ifs)
	{
		cout << (char)ifs.get();//返回整形，强转为字符型
	}
}
int main()
{
	Readfile();
	return 0;
}

void Writefile()
{
	ofstream ofs("write.txt");
	ofs.put('x');
	ofs.write("hello world",10);
}

模拟写入写出

struct ServerInfo
{
	char _ip[20];
	int _port;
};
struct ConfigManager
{
public:
	ConfigManager(const char* filename)
		:_filename(filename)
	{}
	void ReadBin(ServerInfo& info)
	{
		ifstream ifs(_filename);
		ifs.read((char*)&info, sizeof(info));
	}
	void WriteBin(const ServerInfo& info)
	{
		ofstream ofs(_filename);
		ofs.write((char*)&info, sizeof(info));
	}
	void Readtxt(ServerInfo& info)
	{
		/*ifstream ifs(_filename);
		ifs.getline(info._ip, 20);
		char portbuff[20];
		ifs.getline(portbuff, 20);
		info._port = stoi(portbuff);*/
		//C++独有
		ifstream ifs(_filename);
		ifs >> info._ip >> info._port;
	}
	void Writetxt(const ServerInfo& info)
	{
		/*ofstream ofs(_filename);
		ofs.write(info._ip, strlen(info._ip));
		ofs.put('\\n');
		string poststr = to_string(info._port);
		ofs.write(poststr.c_str(), poststr.size());*/
		//C++独有
		ofstream ofs(_filename);
		ofs << info._ip << '\\n'<< info._port;
	}
private:
	string _filename;
};
int main()
{
	/*Readfile();
	Writefile();*/
	ServerInfo winfo = { "191.0.0.4", 80 };//写
	ServerInfo rinfo;//读
	//读写 -- 二进制 读写简单，高效快捷
	//缺点：除字符和字符串，从内存写到文件，都是乱码
	/*ConfigManager cfbin("config.bin");
	cfbin.ReadBin(winfo);
	cfbin.WriteBin(rinfo);*/
	//读写 -- 文本
	ConfigManager cfbin("config.txt");
	cfbin.Readtxt(rinfo);
	cfbin.Writetxt(winfo);

	return 0;
}

String stream 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

• 使用 itoa()函数
• 使用 sprintf()函数

int main()
{
	ServerInfo info = { "191.0.0.4", 800 };
	char buff[128];
	//信息-》字符串 称为序列化
	sprintf(buff, "%s%d", info._ip, info._port);//转成自负串放到buff里
	ServerInfo rinfo;
	//反序列化 把字符串还原成结构体
	sscanf(buff, "%s%d", rinfo._ip, &rinfo._port);
	return 0;
}

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。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、ostringstream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。

/*stringstream ssm;
	ssm << info._ip << " " << info._port;
	string buff = ssm.str();*/

	stringstream ssm;
	ssm.str("121.0.0.1 90");
	//stringstream ssm("121.0.0.1 90");
	ServerInfo rinfo;
	ssm >> rinfo._ip >> rinfo._port;
	

注意

• stringstream实际是在其底层维护了一个string类型的对象用来保存结果。
• 多次数据类型转化时，一定要用clear()来清空，才能正确转化但clear()不会将stringstream底层的string对象清空。
• 可以使用s.str("")方法将底层string对象设置为""空字符串
• 可以使用s.str()将让stringstream返回其底层的string对象。
• stringstream使用string类对象代替字符数组，可以避免缓冲区溢出的危险，而且其会对参数类型进行推演，不需要格式化控制，也不会出现格式化失败的风险因此使用更方便，更安全