【C++】IO流

目录

• 一、C语言的输入与输出
• 二、流是什么
• 三、C++IO流
• • 3.1 C++标准IO流
  • 3.2 C++文件IO流
  • • 3.2.1 二进制读写
    • 3.2.2 文本读写
    • 四、stringstream的简单介绍
    • 结尾

      一、C语言的输入与输出

      C语言中我们用到的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。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：

      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，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。

      2.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”。

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      二、流是什么

      “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

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      三、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

      

      3.1 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，从上图可以看出，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。

      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，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:

      

      

      1. 对于自定义类型，如果要支持cin和cout的标准输入输出，需要对进行重载。
      2. 在线OJ中的输入和输出：
         • 对于IO类型的算法，一般都需要循环输入：
         • 输出：严格按照题目的要求进行，多一个少一个空格都不行。
         • 连续输入时，vs系列编译器下在输入ctrl+Z时结束

      #include
      #include
      using namespace std;
      int main()
      {
      	// 单个元素循环输入
      	int x = 0;
      	while (cin >> x)
      	{
      		// ...
      	}
      	// 多个元素循环输入
      	int a = 0, b = 0, c = 0;
      	while (cin >> a >> b >> c)
      	{
      		// ...
      	}
      	// 整行输入
      	string s;
      	while (cin >> s)
      	{
      		// ...
      	}
      	return 0;
      }
      

      那么为什么这里是什么作为判断条件进行循环的呢？

      以前我们学习过能作为循环判断条件的只有 bool值、整形和指针类型，而这里cin的返回值是istream并不属于他们其中的一种，那是因为什么原因呢？

      原因是C++设计了一个函数 operator bool 函数，istream的对象调用了operator bool，operator bool调用时如果接收流失败，或者有结束标志，则返回false，所以这里可以做逻辑条件值。

      1. istream类型对象转换为逻辑条件判断值

         istream& operator>> (int& val);
         explicit operator bool() const;
         

      https://legacy.cplusplus.com/reference/ios/ios/operator_bool/

      下面写一个Date类，并且在类中实现operator bool，如果Date类成员作为判断条件，那么Date类成员会调用operator boo l转换为 bool。

      class Date
      {
      public:
      	friend istream& operator>>(istream& in, Date& date);
      	friend ostream& operator}
      	Date(const Date& date)
      	{
      		if (this != &date)
      		{
      			_year = date._year;
      			_month = date._month;
      			_day = date._day;
      		}
      	}
      	// 这里认为year
      		if (_year  date._year >> date._month >> date._day;
      	return in;
      }
      ostream& operator
      	out 
      	Date date;
      	// 由于Date类中定义了operator bool
      	// 那么作为循环判断条件时，date可以调用operator bool转换为bool
      	while (date)
      	{
      		cin  date;
      		cout 
      	int i = 520;
      	double d = 13.14;
      	cout 
      public:
      	A(int i)
      	{
      		// ...
      	}
      };
      class B
      {
      public:
      	B(const A& a)
      	{
      		// ...
      	}
      };
      int main()
      {
      	// 自定义类型 
      public:
      	operator int()
      	{
      		// ...
      		return 520;
      	}
      };
      int main()
      {
      	// 内置类型 
      public:
      	friend istream& operator(istream& in, Date& date);
      	friend ostream& operator}
      	Date(const Date& date)
      	{
      		if (this != &date)
      		{
      			_year = date._year;
      			_month = date._month;
      			_day = date._day;
      		}
      	}
      	// 这里认为year
      		if (_year