C++ Primer 学习笔记_26_标准I/O库（续） --文件的输入与输出、字符串流



标准I/O库

--文件的输入与输出、字符串流

一、文件的输入与输出

    fstream头文件定义了三种支持文件IO的类型：ifstream,ofstream,fstream。这些类型都由相应的iostream类型派生而来，这样就意味着我们已经了解fstream的大部分内容了。特别是，可以使用IO操作符(<<和>>)在文件上实现格式化IO。

    fstream类型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。

1、需要读写文件时，则必须定义自己的对象，并将他们绑定在需要的文件上：

[cpp] view plaincopyprint?

1. //定义并打开一对fstream对象  
2.     string ifile = "/home/xiaofang/c++primer/code/c++14/input";  
3.     string ofile = "/home/xiaofang/c++primer/code/c++14/output";  
4.   
5.     ifstream infile(ifile.c_str());  
6.     ofstream outfile(ofile.c_str());  
7.   
8.     string str;  
9.   
10.     while (infile >> str)  
11.         outfile << str << '\t';  

//定义并打开一对fstream对象    string ifile = "/home/xiaofang/c++primer/code/c++14/input";    string ofile = "/home/xiaofang/c++primer/code/c++14/output";    ifstream infile(ifile.c_str());    ofstream outfile(ofile.c_str());    string str;    while (infile >> str)        outfile << str << '\t';

为ifstream或ofstream对象提供文件名作为初始化式，就相当于打开了特定的文件。

[cpp] view plaincopyprint?

1. ifstream infile;  
2. ofstream outfile;  

ifstream infile;ofstream outfile;

定义infile为读文件流对象，定义outfile为写文件流对象。这两个流对象都没有捆绑具体的文件，在使用fstream对象之前，还必须使这些对象捆绑特定的要读写的文件：

[cpp] view plaincopyprint?

1. infile.open(ifile.c_str());  
2. outfile.open(ofile.c_str());  

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

调用open成员函数将已存在的fstream对象与特定文件绑定。

2、检查文件打开是否成功

    打开文件之后，通常需要检验文件打开是否成功，这是一个好习惯！

[cpp] view plaincopyprint?

1. if (!infile)  
2. {  
3.     cerr << "Error: unable to open input file: "  
4.          << ifile << endl;  
5.     return -1;  
6. }  

    if (!infile)    {        cerr << "Error: unable to open input file: "             << ifile << endl;        return -1;    }

3、将文件流对象与新文件重新绑定

    如果要把fstream对象与另一个不同的文件关联，则必须先关闭（close）现在的文件，然后打开（open）另一个文件：

[cpp] view plaincopyprint?

1. ifstream infile("in");  
2. infile.close();  
3. infile.open("next");  

ifstream infile("in");infile.close();infile.open("next");

open函数会检查流是否已经打开，如果已经打开，则设置内部状态，以指出发生了错误。接下来使用流的任何尝试都会失败。

4、清除文件流状态

    如果文件结束符或者其他错误，将设置流的内部状态，以便以后不允许再对该流做读写操作。而关闭流并不能改变流对象的内部状态。如果最后的读写操作失败了，则对象的状态将保持为错误模式，知道执行clear操作重新恢复流的状态为止。调用clear之后，就像重新创建了该对象一样。

    如果打算重用已存在的流对象，那么while循环必须在每次循环时记得关闭（close）和清空（clear）文件流：

[cpp] view plaincopyprint?

1. ifstream input;  
2. vector<string>::const_iterator it = files.begin();  
3.   
4. while (it != files.end())  
5. {  
6.     input.open(it -> c_str());  
7.   
8.     if (!input)  
9.         break;  
10.   
11.     while (input >> s)  
12.         process(s);  
13.   
14.     input.close();  
15.     input.clear();  
16.     ++it;  
17. }  

ifstream input;vector<string>::const_iterator it = files.begin();while (it != files.end()){input.open(it -> c_str());if (!input)break;while (input >> s)process(s);input.close();input.clear();++it;}

    如果忽略clear调用，则循环只能读入第一文件。如果在关闭该流前没有调用clear清除流状态，接着在input上做的任何输入运算都会失败。

【小心地雷o(∩∩)o...】

    如果需要重用文件流读写多个文件，必须在读另一个文件之前调用clear清除该流的状态。

[cpp] view plaincopyprint?

1. //P254 习题8.6  
2. std::istream &get(std::istream &in)  
3. {  
4.     string ival;  
5.     while (in >> ival,!in.eof())  
6.     {  
7.         if (in.bad())  
8.         {  
9.             throw runtime_error("IO stream corrupted");  
10.         }  
11.         else if (in.fail())  
12.         {  
13.             std::cerr << "bad data,try again";  
14.             in.clear();  
15.             in.ignore(200,' ');  
16.             continue;  
17.         }  
18.         std::cout << ival << '\t';  
19.     }  
20.     std::cout << endl;  
21.   
22.     return in;  
23. }  
24.   
25. int main()  
26. {  
27.     ifstream infile("/home/xiaofang/c++primer/code/c++14/input");  
28.     get(infile);  
29. }  

//P254 习题8.6std::istream &get(std::istream &in){    string ival;    while (in >> ival,!in.eof())    {        if (in.bad())        {            throw runtime_error("IO stream corrupted");        }        else if (in.fail())        {            std::cerr << "bad data,try again";            in.clear();            in.ignore(200,' ');            continue;        }        std::cout << ival << '\t';    }    std::cout << endl;    return in;}int main(){    ifstream infile("/home/xiaofang/c++primer/code/c++14/input");    get(infile);}

[cpp] view plaincopyprint?

1. //习题8.7  
2.     ifstream input;  
3.     string str;  
4.     vector<string>::const_iterator iter = files.begin();  
5.     while (iter != files.end())  
6.     {  
7.         input.open(iter -> c_str());  
8.         if (!input)  
9.         {  
10.             cerr << "Open error,again!" << endl;  
11.             ++ iter;  
12.             continue;  
13.         }  
14.         while (input >> str)  
15.         {  
16.             cout << str << endl;  
17.         }  
18.         ++ iter;  
19.         input.close();  
20.         input.clear();  
21.     }  

//习题8.7ifstream input;string str;vector<string>::const_iterator iter = files.begin();while (iter != files.end()){input.open(iter -> c_str());if (!input){cerr << "Open error,again!" << endl;++ iter;continue;}while (input >> str){cout << str << endl;}++ iter;input.close();input.clear();}

[cpp] view plaincopyprint?

1. //习题8.8  
2.     string str;  
3.     vector<string>::const_iterator it = files.begin();  
4.     while (it != files.end())  
5.     {  
6.         ifstream infile(it -> c_str());  
7.         if (!infile)  
8.         {  
9.             cerr << "Open error,again!";  
10.         }  
11.         else  
12.         {  
13.             while (infile >> str)  
14.                 cout << str << '\t';  
15.         }  
16.         cout << endl;  
17.         ++it;  
18.     }  

//习题8.8    string str;    vector<string>::const_iterator it = files.begin();    while (it != files.end())    {        ifstream infile(it -> c_str());        if (!infile)        {            cerr << "Open error,again!";        }        else        {            while (infile >> str)                cout << str << '\t';        }        cout << endl;        ++it;    }

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1. //习题8.9  
2. int fileLineToVector(const string &path,vector<string> &strVec)  
3. {  
4.     ifstream in(path.c_str());  
5.     string line;  
6.     while (getline(in,line))  
7.     {  
8.         strVec.push_back(line);  
9.     }  
10.     in.close();  
11.     if (in.eof())  
12.         return 2;  
13.     if (in.fail())  
14.         return 4;  
15.     if (in.bad())  
16.         return 1;  
17.     return 0;  
18. }  
19. int main()  
20. {  
21.     string path("/home/xiaofang/c++primer/code/c++14/input");  
22.   
23.     vector<string> strVec;  
24.     fileLineToVector(path,strVec);  
25.   
26.     for (vector<string>::const_iterator iter = strVec.begin();iter != strVec.end(); ++iter)  
27.     {  
28.         cout << *iter << endl;  
29.     }  
30. }  

//习题8.9int fileLineToVector(const string &path,vector<string> &strVec){    ifstream in(path.c_str());    string line;    while (getline(in,line))    {        strVec.push_back(line);    }    in.close();    if (in.eof())        return 2;    if (in.fail())        return 4;    if (in.bad())        return 1;return 0;}int main(){    string path("/home/xiaofang/c++primer/code/c++14/input");    vector<string> strVec;    fileLineToVector(path,strVec);    for (vector<string>::const_iterator iter = strVec.begin();iter != strVec.end(); ++iter){cout << *iter << endl;}}

[cpp] view plaincopyprint?

1. //8.10  
2. int fileWordToVector(const string &path,vector<string> &strVec)  
3. {  
4.     ifstream in(path.c_str());  
5.     string word;  
6.     while (in >> word)  
7.     {  
8.         strVec.push_back(word);  
9.     }  
10.     in.close();  
11.     if (in.eof())  
12.         return 2;  
13.     if (in.fail())  
14.         return 4;  
15.     if (in.bad())  
16.         return 1;  
17.     return 0;  
18. }  

//8.10int fileWordToVector(const string &path,vector<string> &strVec){    ifstream in(path.c_str());    string word;    while (in >> word)    {        strVec.push_back(word);    }    in.close();    if (in.eof())        return 2;    if (in.fail())        return 4;    if (in.bad())        return 1;return 0;}

5、文件模式

    每个fstream类都定义了一组表示不同模式的值，用于指定流打开的不同模式。可用位操作符设置一个或多个模式。

in

打开文件做读操作

out

打开文件做写操作

app

在每次写之前找到文件尾

ate

打开文件后立即将文件定位在文件尾

trunc

打开文件时清空已存在的文件流

binary

以二进制模式进行 IO操作

 out、trunc和app模式只能用于指定ofstream或fstream对象的关联工作；in模式只能用于指定ifstream或fstream对象的关联工作；所有的文件都可以用ate或binary模式打开，ate模式只在打开时有效！ate模式只在打开时有效：文件打开后将定位在文件结尾。以binary模式打开的流则将文件以字节序列的形式处理，而不解释流中的字符。

    默认时,与ifstream流对象关联的文件将以in模式打开,该模式允许文件做读的操作:与ofstream关联的文件则以out模式打开,使文件可写。以out模式打开的文件会被清空:丢弃该文件存储的所有数据。

    从效果来看,为ofstream对象指定out模式等效于同时指定了out和trunc模式。

    对于ofstream打开的文件，要保存文件中已存在的数据，唯一方法是显示的指定app模式打开：

[cpp] view plaincopyprint?

1. ofstream outfile("file1");  
2. //与上一条语句作用相同  
3. ofstream outfile("file1",ofstream::out | ofstream::trunc);  
4. ofstream outfile_app("file2",ofstream::app);  

    ofstream outfile("file1");    //与上一条语句作用相同    ofstream outfile("file1",ofstream::out | ofstream::trunc);    ofstream outfile_app("file2",ofstream::app);

6、对同一个文件做输入和输出运算

    默认情况下，fstream对象以in和out模式同时打开。当文件同时以in和out打开时不清空，而如果打开fstream所关联的文件时，只使用out模式，而不指定in模式，则文件会被清空。如果以trunc模式打开，则无论是否指定in模式，文件同样会被清空。

[cpp] view plaincopyprint?

1. fstream InOut("file");  
2. //作用相同  
3. fstream InOut("file",fstream::in | fstream::out);  

fstream InOut("file");//作用相同fstream InOut("file",fstream::in | fstream::out);

7、模式是文件的属性而不是流的属性

    每次打开文件都会设置模式：

[cpp] view plaincopyprint?

1. ofstream outFile;  
2. outFile.open("scratchpad",ofstream::out);  
3. outFile.close();  
4. outFile.open("precious",ofstream::app);  
5. outFile.close();  
6. outFile.open("out");  

ofstream outFile;outFile.open("scratchpad",ofstream::out);outFile.close();outFile.open("precious",ofstream::app);outFile.close();outFile.open("out");

只要调用 open函数,就要设置文件模式,其模式的设置可以是显式的也可以是隐式的。如果没有指定文件模式,将使用默认值。

8、打开模式的有效组合

out

打开文件做写操作,删除文件中已有的数据

out | trunc

与 out模式相同

out | app

打开文件做写操作,在文件尾写入

in

打开文件做读操作

in | out

打开文件做读、写操作,并定位于文件开头处

in | out | trunc

打开文件做读、写操作,删除文件中已有的数据

上述所有打开模式组合还可以添加ate模式，对这些模式添加ate只会改变文件打开时的初始定位，在第一次读或写之前，将文件定位于文件末尾处。

9、一个示例程序

[cpp] view plaincopyprint?

1. ifstream &open_file(ifstream &in,const string &str)  
2. {  
3.     in.close();  
4.     in.clear();  
5.     in.open(str.c_str(),ifstream::in);  
6.     return in;  
7. }  

ifstream &open_file(ifstream &in,const string &str){in.close();in.clear();in.open(str.c_str(),ifstream::in);return in;}

由于不确定流in的状态，因此首先调用close和clear将这个流设置为有效状。最后返回的in要么已经与指定文件绑定，要么处于错误状态。

[cpp] view plaincopyprint?

1. //P256 习题8.13  
2. ofstream &open_file_out(ofstream &out,const string &str)  
3. {  
4.     out.close();  
5.     out.clear();  
6.     out.open(str.c_str(),ofstream::out | ofstream::app);  
7.     return out;  
8. }  

//P256 习题8.13ofstream &open_file_out(ofstream &out,const string &str){out.close();out.clear();out.open(str.c_str(),ofstream::out | ofstream::app);return out;}

[cpp] view plaincopyprint?

1. //习题8.14  
2. ifstream &open_file_in(ifstream &in,const string &str)  
3. {  
4.     in.close();  
5.     in.clear();  
6.     in.open(str.c_str(),ifstream::in);  
7.     return in;  
8. }  
9. ofstream &open_file_out(ofstream &out,const string &str)  
10. {  
11.     out.close();  
12.     out.clear();  
13.     out.open(str.c_str(),ofstream::out | ofstream::app);  
14.     return out;  
15. }  
16.   
17. int main()  
18. {  
19.     ifstream in;  
20.     ofstream out;  
21.     open_file_in(in,"/home/xiaofang/c++primer/code/c++14/input");  
22.     open_file_out(out,"/home/xiaofang/c++primer/code/c++14/output");  
23.     string str;  
24.     while (in >> str)  
25.     {  
26.         out << str << endl;  
27.     }  
28. }  

//习题8.14ifstream &open_file_in(ifstream &in,const string &str){    in.close();    in.clear();    in.open(str.c_str(),ifstream::in);    return in;}ofstream &open_file_out(ofstream &out,const string &str){    out.close();    out.clear();    out.open(str.c_str(),ofstream::out | ofstream::app);    return out;}int main(){    ifstream in;    ofstream out;    open_file_in(in,"/home/xiaofang/c++primer/code/c++14/input");    open_file_out(out,"/home/xiaofang/c++primer/code/c++14/output");    string str;    while (in >> str)    {        out << str << endl;    }}

二、字符串流

    sstream所定义的类用于读写存储在内存中的string对象。

标准库定义了三种类型的字符串流：

    istringstream,由istream派生而来，提供读string的功能。

    ostringstream,由ostream派生而来，提供写string的功能。

    stringstream,由iostream派生而来，提供读写string功能。

要使用上述类，必须包含sstream头文件。

    与fstream类型一样,上述类型由iostream类型派生而来,这意味着iostream上所有的操作适用于sstream中的类型。sstream类型除了继承的操作外,还各自定义了一个有string形参的构造函数,这个构造函数将string类型的实参复制给    stringstream对象。stringstream的读写操作实际上读对写的就是该对象中的string对象。这些类还定义了名为str的成员,用来读取或设置stringstream对象所操纵的string值。

stringstream strm;

创建自由的 stringstream对象

stringstream strm(s);

创建存储 s的副本的stringstream对象，s是string类型的对象

strm.str();

返回 strm中存储的string类型对象

strm.str(s);

将string类型的s复制给strm,返回void

1、stringstream对象的使用

[cpp] view plaincopyprint?

1. string line,word;  
2. while (getline(cin,line))  
3. {  
4.     istringstream stream(line);  
5.   
6.     while (stream >> word)  
7.     {  
8.         // do per-word ...  
9.     }  
10. }  

string line,word;while (getline(cin,line)){istringstream stream(line);while (stream >> word){// do per-word ...}}

将一个istringstream对象与所读取的行绑定起来，这样只需使用普通的string输入操作符即可读出每行中的单词。

2、stringstream提供的转换和/或格式化

    stringstream对象的一个常见用法是,需要在多种数据类型之间实现自动格式化时使用该类类型。或反之。sstream输入和输出操作可自动地把算术类型转化为相应的string表示形式,反过来也可以。

[cpp] view plaincopyprint?

1. // 一个数值型数据集合, 要获取它们的 string 表 示形式  
2.     ostringstream format_massage;  
3.     int val1 = 512,val2 = 1024;  
4.     format_massage << "val1: " << val1 << '\n'  
5.                    << "val2: " << val2 << endl;  
6.     cout << format_massage.str() << endl;  

// 一个数值型数据集合, 要获取它们的 string 表 示形式    ostringstream format_massage;    int val1 = 512,val2 = 1024;    format_massage << "val1: " << val1 << '\n'                   << "val2: " << val2 << endl;cout << format_massage.str() << endl;

[cpp] view plaincopyprint?

1. //反过来  
2.     istringstream input_istring(format_massage.str());  
3.     int val3,val4;  
4.     string tmp;  
5.     input_istring >> tmp >> val3 >> tmp >> val4;  
6.     cout << val3 << endl;  
7.     cout << val4 << endl;  

//反过来istringstream input_istring(format_massage.str());int val3,val4;string tmp;input_istring >> tmp >> val3 >> tmp >> val4;    cout << val3 << endl;    cout << val4 << endl;

    为了读取input_string，必须把该string对象分解为若干部分。为了得到它们,必须读取(和忽略)处于所需数据周围的标号。

    一般情况下，使用输入操作符读string时，空白符将会忽略，于是，在读与format_message关联的string时，忽略其中的换行符。

[cpp] view plaincopyprint?

1. //综合  
2.     stringstream massage;  
3.     int val1 = 512,val2 = 1024;  
4.     massage << "val1: " << val1 << '\n'  
5.             << "val2: " << val2 << endl;  
6.     cout << massage.str() << endl;  
7.   
8.     int val3,val4;  
9.     string tmp;  
10.     massage >> tmp >> val3 >> tmp >> val4;  
11.     cout << val3 << endl;  
12.     cout << val4 << endl;  

//综合    stringstream massage;    int val1 = 512,val2 = 1024;    massage << "val1: " << val1 << '\n'            << "val2: " << val2 << endl;    cout << massage.str() << endl;    int val3,val4;    string tmp;    massage >> tmp >> val3 >> tmp >> val4;    cout << val3 << endl;    cout << val4 << endl;

[cpp] view plaincopyprint?

1. //P258 习题8.15  
2. istream &get(istream &in)  
3. {  
4.     string str;  
5.     while (in >> str,!in.eof())  
6.     {  
7.         if (in.bad())  
8.         {  
9.             throw runtime_error("IO stream corrupted");  
10.         }  
11.         else if (in.fail())  
12.         {  
13.             cerr << "bad data,try again" << endl;  
14.             in.clear();  
15.             in.ignore(200,' ');  
16.             continue;  
17.         }  
18.         cout << str << '\t';  
19.     }  
20.     cout << endl;  
21.     return in;  
22. }  
23. int main()  
24. {  
25. //  freopen("input","r",stdin);  
26.     string line;  
27.     getline(cin,line);  
28.     line += ' ';  
29.     stringstream isstr(line);  
30.     get(isstr);  
31. }  

//P258 习题8.15istream &get(istream &in){    string str;    while (in >> str,!in.eof())    {        if (in.bad())        {            throw runtime_error("IO stream corrupted");        }        else if (in.fail())        {            cerr << "bad data,try again" << endl;            in.clear();            in.ignore(200,' ');            continue;        }        cout << str << '\t';    }    cout << endl;    return in;}int main(){//freopen("input","r",stdin);string line;getline(cin,line);line += ' ';stringstream isstr(line);get(isstr);}

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1. //习题8.16  
2. int main()  
3. {  
4.     ifstream infile("/home/xiaofang/c++primer/code/c++14/input");  
5.     vector<string> lineVec;  
6.     string line,word;  
7.   
8.     while (getline(infile,line))  
9.     {  
10.         lineVec.push_back(line);  
11.     }  
12.   
13.     for (vector<string>::const_iterator iter = lineVec.begin(); iter != lineVec.end(); ++iter)  
14.     {  
15.         istringstream isstream(*iter);  
16.         while (isstream >> word)  
17.         {  
18.             cout << word << '\t';  
19.         }  
20.         cout << endl;  
21.     }  
22.   
23.     stringstream isstream;  
24.     for (vector<string>::const_iterator iter = lineVec.begin(); iter != lineVec.end(); ++iter)  
25.     {  
26.        isstream.str(*iter);  
27.        while (isstream >> word)  
28.        {  
29.             cout << word << endl;  
30.        }  
31.        isstream.clear();  
32.     }  
33. }