C++ IO流小结

Posted 2020-07-26 LarryZeal

撒花庆祝下，终于看完了（C++Primer）第一部分，即将进入第二部分！

 

IO部分，最基本的是iostream（istream、ostream），子类有fstream（ifstream、ofstream）和sstream（istringstream、ostringstream）。

iostream是控制窗口输入输出。

fstream是文件输入输出。

sstream是字符串输入输出（内存中）。

 

如果两种类型存在继承关系，则可以说一个类“继承”了其父类的行为——接口。

C++ 中所提及的父类称为基类（base class） ，而继承而来的类 则称为派生类（derived class）

 

IO 类型在三个独立的头文件中定义：

    iostream 定义读写控制窗口的类型， fstream 定义读写已命名文件的类型，而 sstream 所定义的类型则用于读写存储在内存中的 string 对象。

    在 fstream 和 sstream 里定义的每种类型都是从 iostream 头文件中定义的相关类型派生而来。

wchar_t、wiostream。。。

 

IO流不允许赋值或者复制

所以，

①函数形参和返回值不能是IO流对象，必须是引用，而且形参不能是const--因为读写都会改变状态。

②只有支持复制的元素类型可以存储在 vector 或其他容器类型里。由于流对象不能复制，因此不能存储在 vector （或其他）容器中 （即不存在存储流对象的 vector 或其他容器）。

所有的流对象，都包含一个条件状态成员，该成员由setstate 和clear 操作管理。该成员类型为iostate 。另外有三个常量，代表三种状态，可进行位操作。badbit、failbit、eofbit。

流的状态检查操作则有：bad、fail、eof、good。如果bad、fail、eof中任一个返回true，则流处于错误状态。否则good操作返回true。

clear和setstate操作用于改变条件成员的状态。clear会重设为有效状态。setstate用于打开某个条件，用于表示某个问题的发生。setstate会保留其他状态。

 

 

IO缓冲区：每个io流对象都管理一个缓冲区！用于存储程序读写的数据。

除了自动刷新缓冲区之外，还可以手动刷新缓冲区：endl、flush、ends。

另外，如果想让io流刷新输出每次读写的数据，可以使用unitbuf 。

cout<<unitbuf<<"first"<<" second"<<nounitbuf ; //相当于cout<<"first"<<flush<<"second"<<flush ;

 

警告：如果程序崩溃了，则不会刷新缓冲区！！    这个特性可以用来查找错误，只能是在最后输出语句的后面。

 

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当输入流和输出流绑到一起时，任何读输入流的尝试，都将刷新其输出流关联的缓冲区。

标准库将cout和cin绑定到一起，所以，任何cin语句，都会导致cout缓冲区的刷新。

注意：只是刷新！没有传递数据！！！且一个对象只能绑定一个对象。

 

交互式系统通常应确保它们的输入和输出流是绑在一起的。这样可以保证任何输出都是在试图读之前进行。

cin.tie(0); //断开默认的tie（默认cin.tie(&cout))
cin.tie(&cerr); //重新绑定

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文件操作：

fstream 类型除了继承下来的行为外，还定义了两个自己的新操作—— open 和 close，以及形参为要打开的文件名的构造函数。

需要读写文件时，则必须定义自己的对象，并将它们绑定在需要的文件上。

假设 ifile 和 ofile 是存储希望读写的文件名的 strings 对象，可如下编写代码： 

 

// construct an ifstream and bind it to the file named ifile 
ifstream infile(ifile.c_str()); 
// ofstream output file object to write file named ofile 
ofstream outfile(ofile.c_str());

 

也可以如下编写代码：

ifstream infile;
ofstream outfile;
 
infile.open(ifile.c_str());
outfile.open(ofile.c_str());

 

为了实现读写，需要将指定的文件打开并定位，open 函数完成系统指定的所有需要的操作。

 

打开文件后，检查是否正确打开是个好习惯：if(!infile)...//如果没打开。

 

注意：历史原因，只能使用C风格字符串作为文件名。

 

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int main(){
    
    cout<<"endl!"<<endl;
    cout<<"flush!"<<flush;//
    cout<<"null-terminated ends!"<<ends;
    
    cout<<"\\r\\n";
    //一次性刷新所有输出
    cout<<unitbuf<<"first"<<" second"<<nounitbuf; //cout<<"first"<<flush<<"second"<<flush;
    
    cout<<"\\r\\n";
    ///=----------------------
    ostream *old_tie = cin.tie(); 
    cout<<"old_tie:"<<old_tie<<endl;
    cin.tie(0);
    cin.tie(&cerr); //why &?
    
    cerr.tie(0);
    cerr.tie(&cout);
    
    string str;
    cin>>str;
    cerr<<"hehe";//如何不刷新？ 
    cerr<<"hehe";//如何不刷新？ 
    
    cin>>str;//再来一次 
    cerr<<str;
    cout<<str;
    
    return 0;
}

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>

using namespace std;

int main(){
    string infile="abc";
    string outfile="abc";
    ifstream in(infile.c_str());
    ofstream out(outfile.c_str());
    
    if(!in){
        cerr<<"Error: unable to open file:"<<infile<<endl;
        return -1;
    }
    if(!out){
        cerr<<"Error: unable to open file:"<<outfile<<endl;
        return -1;
    }
        
    return 0;
}

//这个代码有问题，忽略吧
#include <iostream>
#include <string>
#include <stdexcept>

using namespace std;

void run1();
void run2();
istream &getistream(istream &in);

int main(){
    run1();
//    run2();
//    
//    getistream(cin);//注意，io流不可复制或赋值。 
//    if(cin){
//        cout<<"OK!"<<endl;
//    }else{
//        cout<<"sth is wrong"<<endl;
//        if(cin.eof()){
//            cout<<"eof was not cleared!"<<endl;
//        }
//        if(cin.bad()){
//            cout<<"bad was not cleared!"<<endl;
//        }
//        if(cin.fail()){
//            cout<<"fail was not cleared!"<<endl;
//        }
//        return -1;
//    }
    
    
    return 0;
}

void run1(){
    int val;
    while(cin>>val, !cin.eof()){//有输入，不是结尾，就继续 。逗号运算符，返回右边的结果 
        if(cin.bad()){
            cout<<"input stream damaged!"<<endl;
            throw runtime_error("IO stream corrupted");
        }
        if(cin.fail()){
            cerr<<"bad input!"<<endl;
//            cin.clear(istream::failbit);//
//            cin.clear();
//            cin.clear(istream::goodbit);
            cin.clear(istream::failbit);
            cin.clear(istream::badbit);
            cin.clear(istream::eofbit);
//            cin.clear();//why this does not work? 
            
//            cin.ignore(std::numeric_limits<std::streamsize>::max(), \'\\n\'); 
            cout<<"try again.."<<endl;
            continue;
        }
        cout<<val<<endl;
    }
}

void run2(){
    string str;
    cout<<"type sth .."<<endl;
    cin>>str;
    iostream::iostate old_state= cin.rdstate();//
    cout<<old_state<<endl;
    cin.clear();//what?
    //...
    cin.clear(old_state);//清除旧状态，而非设置旧状态！设置应该是setstate。这里书上弄错了吧。 
    
}

istream &getistream(istream &in){
//    iostream::iostate old_state = in.rdstate();
    cout<<"type sth.."<<endl;
    
    string str;
    while(in>>str, !in.eof()){
        //
        if( in.fail() || in.bad()){
            cerr<<"fail or bad";
            in.clear();
            continue;
        }
        cout<<"you typed: "<<str<<endl;
    }
//    in.setstate(old_state);
//    in.clear(old_state);//for what?
    in.clear();//恢复正常 
    return in;
}

 

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include <vector>

using namespace std;
ifstream &openfile(ifstream &in, string &filename);
ofstream &savefile(ofstream &out, string filename);

//复制文件练习 
int main(){
    string filename="e:/DbUtil.java";
    string filename2="e:/DbUtil1.java";
    ifstream in;
    ofstream out;
    openfile(in, filename);
    savefile(out,filename2);
    
    string line;
    while(getline(in, line)){
        out<<line<<endl;
    }
    in.close();
    out.close();
    
    return 0;
}

ifstream &openfile(ifstream &in, string &filename){
    in.close();
    in.clear();
    
    in.open(filename.c_str());
    
    return in;
}

ofstream &savefile(ofstream &out, string filename){
    out.close();
    out.clear();
    
    out.open(filename.c_str(),ofstream::app);
    return out;
}

 

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打开文件需要指定打开的mode，这是文件自身的属性！

mode：in、out、app、ate、trunc、binary。

单纯以out打开，会丢失所有内容。类似out|trunc。

fstream对象默认以in|out模式打开，不清空！！！

fstream inOut("xxx", fstream::in | fstream::out);

ate是个什么鬼？app会在每次写操作之前都把写指针置于文件末尾，而ate模式则只在打开时才将写指针置于文件末尾。ate模式在文件操作过程中，可以通过seekp等操作移动指针位置。

 

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sstream，用于从内存中的字符串读取数据，或，向内存中的字符串写入数据！

也可以用于格式转换！！！其实就是通过特定类型的变量来接收！

 

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <sstream>
#include <string>
#include <vector>

using namespace std;
ifstream &openfile(ifstream &in, string &filename);

int main(){
    string filename="e:/DbUtil.java";
    ifstream in;
    openfile(in, filename);
    
    string line, word;
    
    while(getline(in, line)){
        istringstream strin(line);
        ostringstream strout(line); 
        while(strin>>word){
            strout<<word<<endl;//输出到string了，看不到 
            cout<<word<<endl;//输出string到控制台 
        }
    }
    in.close();
    in.clear();
    
    return 0;
} 

ifstream &openfile(ifstream &in, string &filename){
    in.close();
    in.clear();
    
    in.open(filename.c_str());
    
    return in;
}

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <sstream>
#include <string>
#include <vector>

using namespace std;

//字符串格式转换 
int main(){
    
    int val1=100,val2=500;
    string line, word;
    ostringstream out;
    out<<"val1: "<<val1<<"\\n"
        <<"val2: "<<val2<<"\\n";
    
    cout<<out.str()<<endl;
    
    string dump;
    
    istringstream in(out.str());
    in>>dump>>val1>>dump
        >>dump>>val2>>dump;
    
    cout<<val1<<"--"<<val2<<endl;    
    
    return 0;
} 

 

 

 注意：i或o是相对内存来说的。将内容读入内存，是in；将内存中的内容输出，是out。

 

 

 

参考：

　　ios::app与ios::ate的区别