C++ I/O 类

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技术C++ I/O 类 C++ I/O 类I/O 类
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C++ 不直接处理输入输出, 而是通过一组定义在标准库中的类型来处理 I/O . 这些类型支持从设备读取数据, 向设备写入数据的 I/O 操作,

类输入输出

I/O 类

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这些类型的C++ 不直接处理输入输出， 而是通过一组定义在标准库中的类型来处理 I/O .支持从设备读取数据和向设备写入数据的输入/输出操作。设备可以是文件、控制台窗口等。其他类型允许内存输入/输出，即从字符串读取数据和向字符串写入数据。

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I/O类主要包括iostream,sstream和fstream. iostream定义了读写流,的基本类型fsstream定义了读写命名文件的类型而sstream定义了读写内存 string 对象.的类型

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I/O 对象无法拷贝和赋值.此外，由于输入/输出操作的功能读取和写入输入/输出对象将改变其状态，I/O 操作函数传递的参数和返回的引用不能为 const.

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I/O操作的内在问题是可能发生错误,所以在I/O库中定义了一些函数和标志，即条件状态.你可以自己搜索这些条件状态。

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iostream

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Iostream包含istream和ostream，即从stream读取数据和向stream写入数据，而iostream继承了这两个库，即读写stream和由于 iostream 继承于 istream 和 ostream , 因此在没有熟悉 I/O 中的函数及操纵符之前尽量使用 istream 和 ostream 声明和定义对象.

？

每个iostream对象都可以使用操纵符来修改流的格式状态。在之前的研究中，c语言中常见的endl是一个运算符，它的功能是输出一个换行并刷新缓冲区.这里有一些常用的格式化I/O运算符。

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格式化 I/O 操纵符

？

boolalpha / noboolalpha

？

将 true 和 false 输出为字符串 / 将 true 和 false 输出为 1, 0

？

#包含iostream

使用命名空间标准；

int main(空)

{

cout boolalpha true ' ' false endl//输出真假。

cout no pool alpha true ' ' false endl；//输出1 0。

返回0；

}

？

dec / hex / oct

？

输出十进制 / 十六进制 / 八进制

？

#包含iostream

使用命名空间标准；

int main(空)

{

int x=10

cout dec x endl//输出10。

cout十六进制x endl//输出a。

cout oct x endl//输出12。

返回0；

}

？

showbase / noshowbase

？

对整型值输出表示进制的前缀 / 对不生成表示进制的前缀

？

#包含iostream

使用命名空间标准；

int main(空)

{

int x=10

cout showbase dec x endl//输出10(不带前缀的十进制)

cout showbase十六进制x endl//输出0xa。

cout showbase oct x endl//输出012。

cout noshowbase dec x endl//输出10。

cout no showbase hex endl；//输出a。

cout noshowbase oct x endl//输出12。

返回0；

}

？

showpos / nosho

wpos

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对非负数显示 + / 对非负数不显示 +

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#include iostream
using namespace std;
int main(void)
{
	int x = 10;
	cout  showpos  x  endl;	//输出 +10
	cout  noshowpos  x  endl;	//输出 10
	return 0;
}

?

uppercase / noupppercase

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在十六进制值中打印 0X, 在科学记数法中打印 E / 在十六进制值中打印 0x, 在科学记数法中打印 e

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#include iostream
using namespace std;
int main(void)
{
	int x = 123;
	cout  hex  uppercase  showbase x  endl;	//输出 0X7B
	cout  hex  nouppercase  showbase  x  endl;	//输出 0x7b
    
	return 0;
}

?

scientific

?

浮点值显示为科学科学记数法

?

#include iostream
using namespace std;
int main(void)
{
	double x = 123;
	cout  scientific  x  endl;	// 输出 1.230000e+02
	return 0;
}

?

fixed

?

浮点值显示为定点十进制

?

#include iostream
using namespace std;
int main(void)
{
	double x = 123;
	cout  fixed  x  endl;	//输出 123.000
	return 0;
}

?

showpoint / noshowpoint

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对浮点值总是显示小数点 / 只有当浮点值包含小数部分时才显示小数点

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#include iostream
using namespace std;
int main(void)
{
    double x = 1.000;
    cout  showpoint  x  endl;		//输出 1.000000
    cout  noshowpoint  x  endl;	//输出 1
    return 0;
}

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skipws / noskipws

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输入运算符跳过空白符 / 输入运算符不跳过空白符

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#include iostream
using namespace std;
int main(void)
{
    char x;
    cin  noskipws;
    while(cin  x)		//输入1 2 3	
        cout  x;		//输出1 2 3
    cout  endl;
    return 0;
}

?

hexfloat

?

浮点值显示为十六进制

?

#include iostream
using namespace std;
int main(void)
{
    double x = 0.125;
    cout  hexfloat  x  endl;	//输出0x8p-6
    return 0;
}

?

defaultfloat

?

重置浮点数格式为十进制

?

#include iostream
using namespace std;
int main(void)
{
    double x = 0.125;
    cout  hexfloat  x  endl;		//输出0x8p-6
    cout  defaultfloat  x  endl;	//输出0.125
    return 0;
}

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setw

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setw(w) 读或写值的宽度为 w 个字符

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left / right / internal

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在值的右侧添加填充字符 / 在值的左侧添加填充字符 / 在符号和值之间添加填充字符

三种操纵符需要 iomanip 库中的 setw 来实现

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#include iostream
#include iomanip
using namespace std;
int main(void)
{
    int x = 12345;
    cout  left  setw(12)  x  endl;	//输出12345
    cout  right  setw(12)  x  endl;	//输出       12345
    cout  showpos  internal  setw(12)  x  endl;	//输出+      12345
    return 0;
}

?

部分在 iomanip 中的操纵符

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setfill

?

setfill(ch), 用 ch 填补空白

?

#include iostream
#include iomanip
using namespace std;
int main(void)
{
    int x = 12345;
    cout  setfill('*')  setw(12) x  endl;	//输出*******12345
    return 0;
}

?

setprecision

?

setprecision(n), 将浮点精度设置为 n

?

#include iostream
#include iomanip
#include cmath
using namespace std;
int main(void)
{
    cout  setprecision(12)  sqrt(2)  endl;	//输出1.41421356237
    return 0;
}

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关于 os.precision

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os.precision(n) 作用与 setprecision 相同, 不过其返回值为设置前的浮点数精度 (默认为6), 因此往往它作为单独的语句.

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setbase

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setbase(n), 将整数输出为 b 进制

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#include iostream
#include iomanip
#include cmath
using namespace std;
int main(void)
{
    int x = 12345;
    cout  setbase(10)  showbase  x  endl;	//输出12345
    cout  setbase(16)  showbase  x  endl;	//输出0x3039
    cout  setbase(8)  showbase  x  endl;	//输出030071
    return 0;
}

?

未格式化的 I/O 操作 (单字节)

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未格式化 I/O 操作允许我们将一个流当作一个无解释的字节序列来处理

?

is.get(ch) / os.put(ch)

?

从 istream is 读取下一个字节存入字符 ch 中. 返回 is / 将字符 ch 输出到 ostream os. 返回 os

?

#include iostream
using namespace std;
int main(void)
{
    char ch;
    cin.get(ch);	//输入 a
    cout.put(ch);	//输出 a
    return 0;
}

?

is.get()

?

将 is 的下一个字节作为 int 返回

?

#include iostream
using namespace std;
int main(void)
{
    int x;
    x = cin.get();	//输入 A
    cout  x  endl;	//输出 65
    return 0;
}

?

is.putback(ch)

?

将字符 ch 放回 is. 返回 is

?

#include iostream
using namespace std;
int main(void)
{
    char a, b;
    cin.putback('c');
    cin  a;
    cin.putback('d');
    cin  b;
    cout  a  ' '  b  endl;	//	输出 a b
    return 0;
}

?

is.unget()

?

将 is 向后移动一个字节. 返回 is

?

#include iostream
using namespace std;
int main(void)
{
    char a, b, c;
    cin  a  b  c;			//输入abcdef
    cout  a  b  c  endl;	//输出abc
    cin.unget();		//将 c 放回输入流中
    char firstchar, secondchar;
    cin  firstchar  secondchar;
    cout  firstchar  secondchar  endl;	//输出cd
    return 0;
}

?

is.peek()

?

将下一个字节作为 int 返回, 但不从流中删除它

?

#include iostream
using namespace std;
int main(void)
{
    char a, b, c;
    cin  a  b  c;		//输入abcdef
    cout  a  b  c  endl;	//输出abc
    int x = cin.peek();
    cout.put(x);	//输出d
    return 0;
}

?

关于 putback() 和 unget()

?

putback() 可以将指定要后退的字符放入流中, unget() 则是将最后读取的字符放入流中

?

未格式化的 I/O 操作 (多字节)

?

is.get

?

is.get(sink, size, delim) 从 is 中读取最多 size 个字节, 并保存在字符数组中, 字符数组的起始地址由 sink 给出. 读取过程中直到遇到字符 delim 或读取了 size 个字节或遇到文件尾时停止. 如果遇到了 delim , 则将其留在输入流中, 不读取出来存入 sink 中

?

#include iostream
using namespace std;
char str[14];
int main(void)
{
    cin.get(str, 14, ' ');	//输入Hello World
    cout  str  endl;	//输出Hello
    cin  str;
    cout  str  endl;	//输出 World
    return 0;
}

?

?

is.getline

?

is.getline(sink, size, delim) 与 get 版本类似, 但会读取并丢弃 delim

?

#include iostream
using namespace std;
char str[14];
int main(void)
{
    cin.getline(str, 14, 'W');	//输入Hello World!
    cout  str  endl;	//输出Hello 
    cin  str;
    cout  str  endl;	//输出 orld!
    return 0;
}

?

is.read

?

is.read(sink, size) 读取最多 size 个字节, 存入字符数组 sink 中. 返回 is.

?

#include iostream
using namespace std;
char str[14];
int main(void)
{
    cin.read(str, 14);	//输入Hello World!!
    cout  str  endl;	//输出Hello World!!
    return 0;
}

?

is.gcount

?

返回上一个未格式化读取操作从 is 读取的字节数

?

#include iostream
using namespace std;
char str[14];
int main(void)
{
    cin.get(str, 14, ' ');	//输入Hello World!
    cout  cin.gcount();	//输出 5
    return 0;
}

?

os.write

?

将字符数组 source 中的 size 个字节写入 os. 返回 os

?

#include iostream
using namespace std;
int main(void)
{
    const char* str = "Hello, World!";
    cout.write(str, 14);	//输出Hello, World!
    return 0;
}

?

sstream

?

sstream 定义了三个类型来支持内存 I/O, 这些类型可以向 string 写入数据, 从 string 读取流, 就像 string 是一个 I/O 流一样. 此外 sstream 也继承了 iostream 的部分特性, 例如各种操纵符等.

?

istringstream 从 string 读取数据, ostringstream 向 string 写入数据, 而头文件 stringstream 既可从 string 读取数据也可向 string 写入数据. 下面记录一些 sstream 中的基本操作. 同 iostream , 尽量先使用 istringstream 和 stringstream声明和定义对象

?

sstream strm(s)

?

strm 是一个 sstream 对象, 保存 string s 的一个拷贝. 此构造函数是 explicit 的 (即无法进行隐式类型转换)

?

#include iostream
#include string
#include sstream
using namespace std;
int main(void)
{
    string str = "Hello, World!";
    stringstream STR(str);	//此时 STR 中保存了一个 str 的副本
    return 0;
}

?

strm.str()

?

返回 strm 所保存的 string 的拷贝

?

#include iostream
#include string
#include sstream
using namespace std;
int main(void)
{
    string str = "Hello, World!";
    stringstream STR(str);
    cout  STR.str()  endl;	//输出 Hello, World!
    return 0;
}

?

strm.str(s)

?

将 string s 拷贝到 strm 中

?

#include iostream
#include string
#include sstream
using namespace std;
int main(void)
{
    string str1 = "Hello, World!";
    string str2 = "Hello";
    stringstream STR(str1);
    cout  STR.str()  endl;	//输出Hello, World!
    STR.str(str2);
    cout  STR.str()  endl;	//输出Hello
    return 0;
}

?

关于 stringstream 的重载运算符 和

?

由于 stringstream 是继承 iostream (istream, ostream ) 和 istream, ostream 的类, 因此其中也包含了它们中的重载运算符 和 , 在 stringstream 中使用它们能够非常方便的进行字符串与数字之间的转换

?

#include iostream
#include string
#include sstream
using namespace std;
int main(void)
{
    stringstream sstr;
    sstr  12345;
    cout  sstr.str()  endl; //输出12345
    sstr.str("");	//每次stingstream对象操作完后尽量将其清空
    sstr.clear();	//清除stringstream的 I/O 状态
    sstr  showbase  hex  0xfffff;
    cout  sstr.str()  endl; //输出0xfffff
    sstr.str("");
    sstr.clear();
    int x = 0;
    int y = 0;
    sstr  dec  "12345";
    sstr  x;
    cout  x  endl;		//输出12345
    sstr.str("");
    sstr.clear();
    sstr  hex  "0xfffff";
    sstr  y;
    cout  showbase  hex  y  endl;	//输出0xfffff
    sstr.str("");
    sstr.clear();
    return 0;
}

?

fstream

?

fstream 类继承自 ifstream 和 ofstream, 即读取文件流中的信息, 写入文件流中的信息, 而 fstream 则既可以读取文件流中的信息又可以写入文件流中的信息. 下面记录了一些 fstream 中的基本操作. 同 iostream , 先使用 ifstream 和 ofstream 声明和定义对象

?

fstream fstrm(s)

?

创建一个 fstream, 并打开名为 s 的文件. s 可以是 string, 也可以是 C 风格的字符串, 这些构造函数都是 explicit 的

?

#include iostream
#include string
#include fstream
using namespace std;
int main(int argc, char* argv[])
{
    string path = "C:\\notepad.exe";	//我将C:\Windows\System32\notepad.exe复制到了C:\
    fstream fstrm(path);
    return 0;
}

?

fstream fstrm(s, mode)

?

在前一个构造函数上添加了打开文件的方式

?

打开文件的方式

文件模式 解释
in 以读的方式打开
out 以写的方式打开
app 每次写操作均定义到文件末尾
ate 打开文件后立即定位到文件末尾
trunc 截断文件
binary 以二进制方式进行 I/O

?

#include iostream
#include string
#include fstream
using namespace std;
int main(int argc, char *argv[])
{
    string path = "C:\\text.txt";
    fstream fstrm(path, ios::out);	//在C盘创建一个text.txt
    return 0;
}

?

fstream.open(s)

?

打开名为 s 的文件, 并将文件与 fstream 绑定. 其他可参考 fstream 的构造函数

?

#include iostream
#include string
#include fstream
using namespace std;
int main(int argc, char *argv[])
{
    string path = "C:\\text.txt";
    fstream fstrm;
    fstrm.open(path, ios::out);	//将在C盘创建一个text.txt
    return 0;
}

?

fstrm.close()

?

关闭与 fstream 绑定的文件, 返回 void

?

#include iostream
#include string
#include fstream
using namespace std;
int main(int argc, char *argv[])
{
    string path = "C:\\text.txt";
    fstream fstrm;
    fstrm.open(path, ios::out);
    fstrm.close();	//与path绑定的fstrm已关闭
    return 0;
}

?

fstrm.is_open()

?

判断文件是否已经打开且尚未关闭, 返回一个 bool 值

?

#include iostream
#include string
#include fstream
using namespace std;
int main(int argc, char *argv[])
{
    string path = "C:\\text.txt";
    fstream fstrm;
    fstrm.open(path, ios::out);
    cout  fstrm.is_open()  endl;	//输出 1
    fstrm.close();
    cout  fstrm.is_open()  endl;	//输出 0
    return 0;
}

?

流随机访问

?

标准库提供了一对函数, 来定位 (seek) 到流中给定的位置, 以及告诉 (tell) 我们当前位置. 在大多数系统中, cin、cout、cerr 和 clog 的流不支持随机访问.

?

seek 和 tell 函数

?

seek 函数给定位置, tell 函数标记当前位置, seek 和 tell 函数都有 g(get) 和 p(put) 版本, 分别指 "获取 (读取) 数据" 和 "放置 (写入) 数据"

?

seekg(off, from) / seekp(off, from)

?

在一个输入流或输出流中将标记定位到 from 之前或之后 off 个字符, from 可以是下列值之一

?

beg : 偏移量相对于流开始的位置

cur : 偏移量相对于流当前的位置

end : 偏移量相对于流结束的位置

?

#include iostream
#include string
#include fstream
using namespace std;
int main(int argc, char *argv[])
{
    string path = "C:\\notepad.exe";
    fstream fstrm(path);
    fstrm.seekg(0, ios::end);
    return 0;
}

?

tellg() / tellp()

?

返回一个输入流中 (tellg) 或输出流中 (tellp) 标记的当前位置

?

#include iostream
#include string
#include fstream
using namespace std;
int main(int argc, char *argv[])
{
    string path = "C:\\notepad.exe";
    fstream fstrm(path);
    fstrm.seekg(0, ios::end);
    cout  fstrm.tellg()  endl;	//输出132096
    return 0;
}

?

seekg(pos) / seekp(pos)

?

在一个输入流或输出流中将标记重定位到给定的绝对地址. pos 通常是前一个 tellg 或 tellp 的返回值, 在此不再赘述

?

关于文件的读写

?

fstream 同样继承了 iostream , 因此 fstream 创建的对象可以使用部分 iostream 的操作

?

#include iostream
#include string
#include fstream
using namespace std;
char* text = nullptr;
int text_size = 0;
int main(int argc, char* argv[])
{
	string path = "C:\\notepad.exe";
	string new_path = "C:\\a.exe";
	ifstream file_in(path, ios::binary | ios::in);	//二进制读取notepad.exe
	if (file_in.is_open())
	{
		file_in.seekg(0, ios::end);
		text_size = file_in.tellg();	//得出文件的字节数
		text = new char[text_size] {0};
		file_in.seekg(0, ios::beg);		//将偏移量移动至文件起始处开始读取
		file_in.read(text, text_size);
	}
	else
		cout  "Failed !"  endl;
	ofstream file_out(new_path, ios::binary | ios::out);	//二进制写入a.exe, 没有a.exe则会创建一个
	if (file_out.is_open())
	{
		file_out.seekp(0, ios::beg);	//将偏移量移动至文件起始处开始写入
		file_out.write(text, text_size);
	}
	return 0;	//C盘会出现一个名为a.exe, 内容和notepad.exe一模一样的可执行文件
}

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