C++输入输出流

以下是课程书上的，我直接摘抄下来的:

C++语言同C语言一样，也不具有内部输入输出能力，这样做的目的是为了最大限度地保证语言与平台的无关性。计算机语言的输入输出功能都是与操作系统相关的，如果C++为某种操作系统实现内部输入输出功能，那它也就被限制在这个操作系统上了，这是我们所不希望的。

如果一个应用程序没有输入和输出，那它也就没有应用价值。在C++中，输入输出功能，是通过调用该操作系统的I/O库来实现的。
scanf、printf都是C语言标准输入输出库函数，不能否认，C语言的标准输入输出库函数也是安全、高效的，为什么说C++的输入输出更安全高效呢？关键在于C++的输入输出与C的输入输出实现方法不同。
　　C++的输入输出是如何实现的？是不是依据面向对象的思想，把C的标准I/O库封装成类，然后进行处理呢？比如操作一个文件，我们想确保文件能够安全地打开，及时地关闭，而不完全依赖用户调用open()、close()函数，可以构造一个文件类，定义一个成员变量，作为文件指针，分别在构造函数和析构函数中打开、关闭文件。再进一步，可以在类中实现C的标准输入输出库中所有的I/O函数，并把文件指针置为私有变量。从外面看来，这已经是一个封装得很好的文件类。在某种意义上讲，这种方法是相当有效的，我们也可以为标准I/O和存储块构造类似的类。
　　我们已经知道，C++是使用iostream流库，并没有使用C的输入输出库，是不是iostream流库更好呢？答案是肯定的。C的I/O库函数主要用来处理基本数据类型（字符、整型、浮点数等），使用参数表进行数据传输，使用格式字符串指定数据类型和输入输出格式。它们在运行时对格式字符串进行语法分析，并据此对变量进行解释。例如：
printf("a=%d/tb=%d/ta+b=%d/n",a,b,a+b);
　　C语言I/O库的缺点是：
　　1． 即使只使用了解释程序的一个功能，也要全部装载。如上面的例子，我们要装载整个包，包括解释浮点数和字符串那部分程序段，无法减少程序的长度。
　　2． 虽然printf族函数已经优化得很好，但是，它是在运行期间进行解释，如果能在编译期间分析格式字符串里的变量，根据不同的类型调用各自的函数处理，运行会快得多，而且C++编译期间的类型检查会有助于我们发现错误。
　　3． 对于C++来说，printf不能被扩展是它最大的缺点。我们不能通过重载函数对它进行扩展，因为重载函数要有不同类型的参数，而printf族函数把类型信息隐藏在可变参数表和格式字符串中。
　　iostream是通过类的继承，类成员函数的重载来实现的，利用类的可继承性和多态性，使iostream类库使用统一的函数接口操作标准I/O、文件、存储块等输入输出设备。通过函数重载，为每种内部数据类型定义了流输入输出函数，使得用户可以用相同的格式对各种数据类型进行操作，编译程序根据数据的类型自动选择相应的输入输出函数，不必将所有函数一并加载。同时，iostream拥有了很好的扩展性，用户通过重载还可以对自定义对象进行流的操作。因此，与标准C输入输出库的各种各样的函数相比，输入输出流更容易、更安全、更有效。

12.1.1 输入输出流类层次
　　iostream是一组C++类，用于实现面向对象模型的输入输出，可以提供无缓冲的（低级）和缓冲的I/O操作。在某些情况下，如果C++编译器提供的iostream库中没有合适的输入输出函数可用，我们还可以利用类的继承和多态特性来改进它们，下图给出了I/O流类之间的继承关系。

I/O流类层次图

对上图的解释：

抽象流基类
ios 　　　　　　　　流基类
输入流类
istream 　　　　　　普通输入流类和用于其它输入流的基类
ifstream　　　　　　输入文件流类
istream_withassign　用于cin的输入流类
istrstream　　　　　输入串流类
输出流类
ostream　　　　　　普通输出流类和用于其它输出流类的基类
ofstream 　　　　　输出文件流类
ostream_withassign 用于cout、cerr和clog的流类
ostrstream.　　　　输出串流类
输入输出流类
iostream 　　　　　普通输入输出流类和用于其它输入输出流的基类
fstream　　　　　　输入输出文件流类
strstream　　　　　输入输出串流类
stdiostream　　　　用于标准输入输出文件的输入输出类 
缓冲流类
streambuf　　　　　抽象缓冲流基类
filebuf　　　　　　用于磁盘文件的缓冲流类
strstreambuf.　　　用于串的缓冲流类
stdiobuf 　　　　　用于标准输入输出文件的缓冲流类
预定义流初始化类
iostream_init　　　预定义流初始化的类
　　其中，*C@垠网/h)提u|~gios、istream、ostream和streambuf类构成了C++中iostream输入输出功能的基础。

iostream类库中，streambuf、ios、istream、ostream、iostream、istream_withassign和ostream_withassign这些基本I/O流类和预定义的cin、cout、cerr和clog在iostream.h文件中说明。
　　filebuf、ifstream、ofstream和fstream在fstream.h中说明。
　　strstream、istrstream、ostrstream和strstream在strstrea.h中说明。
　　需要注意的是：fstream.h和strstrea.h中都包含了iostream.h，所以如果使用标准输入输出（控制台I/O），只要包含iostream.h头文件即可，如果使用fstream或者strstream，只要包含相应的fstream.h和strstrea.h即可。

四个全局的流对象：cout、cerr、clog和cin，用于标准输出和输入，cerr的数据会被立刻显示出来，非缓冲输出可以迅速把出错信息告知用户。clog也是与标准错误设备连在一起的，但它是缓冲输出。

 

　istream有三个从流中进行非格式化抽取的成员函数：get()、getline()和read()

成员函数get()的用法

int get()

从流中抽取单个字符并返回。

istream& get(char*,int,char)

从流中抽取字符直到终止符（缺省为''''/n''''）或者抽取字符达到第二个参数给定的数量或者已到文件尾，

 

@国wN6Wo教软z

将其存储在第一个参数指定的字符数组里。

istream& get(char &)

从流中抽取单个字符并存入引用变量中

istream& get(streambuf &,char)

从流中取得字符存入streambuf对象，直到终止符或文件尾

 

成员函数getline()的用法

istream& getline(char*,int,char)

从流中抽取字符直到终止符（缺省为''''/n''''），或者抽取字符达到参数给定的数量-1，或者已到文件尾，将其存储在第一个参数指定的字符数组里。如果发现终止符，它从流中提取终止符，但只是抛弃掉，并不把它存在结果缓冲区里。

 

成员函数read()的用法

istream& read(char*,int)

从流中抽取字节直到参数给定的数量或者到文件结束，将其存储在第一个参数指定的字符数组里。该函数用于二进制输入流。

 

操纵算子是插入到流中或从流中抽取出来、影响流的格式状态的函数或对象。流的格式状态由ios类定义，其中包括指定数据对象的基数，如十进制、八进制、十六进制等，还有输出宽度、精度、填充字符等等。

操纵算子

作用

endl

输出换行符并刷新流

ends

输出空字符

flush

刷新流

dec

将数值转化为十进制

hex

将数值转化为十六进制

oct

将数值转化为八进制

ws

跳过空白字符（用于输入）

setiosflags(fmtflags n)

设置由n指定的格式标志；设置一直起作用直到下一个变化为止，作用同ios::setf()。格式标志在ios类中定义，参见表12-5。

setbase(base n)

把基数改成n，这里n取10、8或16（任何别的值结果为0）。如果n是0，输出基数为10，但输入使用c语言的约定： 10是10，010是8而0xf是15。推荐使用dec、oct和hex

setfill(char n)

把填充字符改成n，作用同ios::fill()

setprecision(int n)

把精度改成n，作用同ios::precision()

setw(int n)

把域宽改成n，作用同ios::width()，只影响它后面的要输出的数据，当这个数据打印完毕后，域宽恢复到缺省状态

 

格式标志清单

showbase

在打印一整数值时,标明数字基数(十进制,八进制和十六进制);所用的格式能被c + +编译器读出

noshowbase

 

showpos

显示正值符号加(+)

noshowpos

 

uppercase

显示代表十六进制值的大写字母a - f以及科学记数法中的e

nouppercase

 

showpoint

表明浮点数值的小数点和后面的零

skipws

跳过输入中的空白字符

noskipws

 

left

左对齐，

 

sf=无q5`网wK国Yv=}

右填充

right

右对齐，左填充

internal

在引导符或基数指示符和值之间填充

scientific

使用科学记数法

fixed

setprecision()或ios::precision()设置小数点后面的位数

 

文件打开方式由下面几种：

ios::in

打开一个输入文件， ifstream的打开方式，以防止截断一个现成的文件

 

h中垠MGrUlD提专7Y+"

用这个标志作为

ios::out

打开一个输出文件，当用于一个没有ios::app、ios::ate或ios::in的ofstream时，ios::trunc被隐含

ios::app

以追加的方式打开一个输出文件

ios::ate

打开一现成文件（不论是输入还是输出）并寻找末尾

ios::nocreate

仅打开一个存在的文件（否则失败）

ios::noreplace

仅打开一个不存在的文件（否则失败）

ios::trunc

如果一个文件存在，打开它并删除旧的文件

ios::binary

打开一个二进制文件，缺省的是文本文件

 

文件流打开文件可以利用无参的构造函数，然后调用open():
　　ofstream outfile;
　　outfile.open("outfile", iosmode);
　　也可调用带参数的构造函数，指定文件名和打开方式：
　　ofstream outfile("outfile", iosmode);

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