前往小程序,Get更优阅读体验!
立即前往
首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
社区首页 >专栏 >C++初阶-IO流

C++初阶-IO流

作者头像
用户9645905
发布2022-11-30 12:52:37
1.3K0
发布2022-11-30 12:52:37
举报
文章被收录于专栏:Linux学习~

C++初阶-IO流

零、前言

本章将学习和掌握C++的IO流的知识以及与C语言IO流做一个对比

一、C语言的输入输出

  • 概念:

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

  • 示图:
image-20220102194257194
image-20220102194257194
  • 对输入输出缓冲区的理解:

  1. 可以屏蔽掉低级IO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”

C语言IO流的博文详解:⭐️ C语言进阶 ⭐️ 文件操作超详解【 建议关注+收藏 】_彦祖你终于来啦!~-CSDN博客

二、什么是流

  • 概念:

  1. “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
  2. 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”
  • 特性:

有序连续**、**具有方向性

注: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

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

  • 示图:
image-20220102195649899
image-20220102195649899

四、C++标准IO流

  • 标准IO流对象:

C++标准库提供了4个全局流对象cin、cout、cerr、clog

注:在使用时候必须要包含文件并引入std标准命名空间

  • 介绍:

  1. 使用cout进行标准输出,即数据从内存流向控制台(显示器)
  2. 使用cin进行标准输入即数据通过键盘输入到程序中
  3. 使用cerr用来进行标准错误的输出
  4. 使用clog进行日志的输
  • 建议:

  1. C++尽量去用cin和cout,能用它就用他(便捷,不易出错)
  2. 用cout和cin不方便的地方,再去用scanf和printf(如对于输出格式有特别需求的)
  • 注意:

  1. cout、cerr、clog是ostream类的三个不同的对象,但是基本没有区别,只是应用场景不同
  2. cin为缓冲流
    • 解释:

    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

  1. 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
  2. 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
  • 注意:

  1. 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
  2. 如果需要只以\n作为结束符,可以使用getline
image-20220102203050579
image-20220102203050579

\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

image-20220102200359854
image-20220102200359854
image-20220102200408384
image-20220102200408384

注: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<<和>>进行重载

  1. 循环输入
  • 示例:
代码语言:javascript
复制
// 单个元素循环输入
while(cin>>a)
{
	// ...
}
// 多个元素循环输入
while(c>>a>>b>>c)
{
	// ...
}
// 整行接收
while(cin>>str)
{
	// ...
}

注:我们知道cin的返回值是输入流,这里可以作为条件判断的原因是,C++重载了operator bool(),要进行布尔判断时,会自动调用该函数进行返回值强制类型转化,再判断是否继续执行

image-20220102203409598
image-20220102203409598

除此之外,自定义类型也可以直接做条件逻辑判断

  • 示例:
代码语言:javascript
复制
// evaluating a stream
#include <iostream>     // std::cerr
#include <fstream>      // std::ifstream

int main () {
  std::ifstream is;
  is.open ("test.txt");
  if (is) {
    // read file
  }
  else {
    std::cerr << "Error opening 'test.txt'\n";
  }
  return 0;
}

注:operator bool () 提供一个本类型到bool的隐式转换,不允许使用参数(这样的重载是一个特例,与operator new类似)

五、C++文件IO流

C++根据文件内容的数据格式分为二进制文件文本文件

  • 采用文件流对象操作文件的一般步骤:

  1. 定义一个文件流对象 ifstream ifile(只输入用) ofstream ofile(只输出用) fstream iofile(既输入又输出用)
  2. 使用文件流对象的成员函数打开一个磁盘文件,使得文件流对象和磁盘文件之间建立联系
  3. 使用提取和插入运算符对文件进行读写操作,或使用成员函数进行读写
  4. 关闭文件
  • 示例:
代码语言:javascript
复制
#include<iostream>
#include <fstream>
using namespace std;

// 使用文件IO流用文本及二进制方式演示读写配置文件
struct ServerInfo
{
	char _ip[32]; // ip
	int _port; // 端口
};
struct ConfigManager
{
public:
	ConfigManager(const char* configfile = "cfserver.config")
		:_configfile(configfile)
	{}

	void WriteBin(const ServerInfo& info)
	{
		// 这里注意使用二进制方式打开写
		ofstream ofs(_configfile, ifstream::out | ifstream::binary);
		ofs.write((const char*)&info, sizeof(ServerInfo));
		ofs.close();
	}

	void ReadBin(ServerInfo& info)
	{
		// 这里注意使用二进制方式打开读
		ifstream ifs(_configfile, ifstream::in | ifstream::binary);
		ifs.read((char*)&info, sizeof(ServerInfo));
		ifs.close();
	}

	void WriteText(const ServerInfo& info)
	{
		// 这里会发现IO流写整形比C语言那套就简单多了,
		// C 语言得先把整形itoa再写
		ofstream ofs(_configfile);
		ofs << info._ip << endl;
		ofs << info._port << endl;
		ofs.close();
	}

	void ReadText(ServerInfo& info)
	{
		// 这里会发现IO流读整形比C语言那套就简单多了,
		// C 语言得先读字符串,再atoi
		ifstream ifs(_configfile);
		ifs >> info._ip;
		ifs >> info._port;
		ifs.close();
	}
private:
	string _configfile; // 配置文件
};
int main()
{
	ConfigManager cfgMgr;
	ServerInfo wtinfo;
	ServerInfo rdinfo;
	strcpy(wtinfo._ip, "127.0.0.1");
	wtinfo._port = 80;
	// 二进制读写
	cfgMgr.WriteBin(wtinfo);
	cfgMgr.ReadBin(rdinfo);
	cout << rdinfo._ip << endl;
	cout << rdinfo._port << endl;
	// 文本读写
	cfgMgr.WriteText(wtinfo);
	cfgMgr.ReadText(rdinfo);
	cout << rdinfo._ip << endl;
	cout << rdinfo._port << endl;
	return 0;
}
  • 结果:
image-20220102204644131
image-20220102204644131
image-20220102204710438
image-20220102204710438

注:相比于C语言方便很多,不用控制格式

六、stringstream的介绍和使用

  • 引入:

在C语言中将一个整形变量的数据转化为字符串格式的方式有:

  1. 使用itoa()函数
  2. 使用sprintf()函数
  • 注意:

两个函数在转化时,都得需要先给出保存结果的空间,那空间要给多大呢,就不太好界定,而且转化格式不匹配时,可能还会得到错误的结果甚至程序崩溃

  • 示例:
代码语言:javascript
复制
void test()
{
	int n = 123456789;
	char s1[32];
	_itoa(n, s1, 10);
	char s2[32];
	sprintf(s2, "%d", n);
	char s3[32];
	sprintf(s3, "%f", n);
}

在C++中,对此问题引入了stringstream类

  • 注意:

使用时需包含头文件sstream,在sstream头文件下,标准库三个类:istringstream、ostringstream 和 stringstream,分别用来进行流的输入、输出和输入输出操作

  • stringstream作用:
  1. 将数值类型数据格式化为字符串
  • 示例:
代码语言:javascript
复制
#include<sstream>
void test_stringstream1()
{
	int a = 12345678;
	string sa;
	// 将一个整形变量转化为字符串,存储到string类对象中
	stringstream s;
	s << a;
	s >> sa;
    cout << sa << endl;
	// clear()
	// 注意多次转换时,必须使用clear将上次转换状态清空掉
	// stringstreams在转换结尾时(即最后一个转换后),会将其内部状态设置为badbit
	// 因此下一次转换是必须调用clear()将状态重置为goodbit才可以转换
	// 但是clear()不会将stringstreams底层字符串清空掉
	// s.str("");
	// 将stringstream底层管理string对象设置成"",
	// 否则多次转换时,会将结果全部累积在底层string对象中
	s.str("");
	s.clear(); // 清空s, 不清空会转化失败
	double d = 12.34;
	s << d;
	s >> sa;
	string sValue;
	sValue = s.str(); // str()方法:返回stringsteam中管理的string类型
	cout << sValue << endl;
}
  • 结果:
image-20220103100038006
image-20220103100038006
  1. 字符串拼接
  • 示例:
代码语言:javascript
复制
void test_stringstream2()
{
	stringstream sstream;
	// 将多个字符串放入 sstream 中
	sstream << "first" << " " << "string,";
	sstream << " second string";
	cout << "strResult is: " << sstream.str() << endl;
	// 清空 sstream
	sstream.str("");
	sstream << "third string";
	cout << "After clear, strResult is: " << sstream.str() << endl;
}
  • 结果:
image-20220103100204782
image-20220103100204782
  • 注意:

  1. stringstream实际是在其底层维护了一个string类型的对象用来保存结果
  2. 多次数据类型转化时,一定要用clear()来清空,才能正确转化,但clear()不会将stringstream底层的string对象清空
  3. 可以使用s. str(“”)方法将底层string对象设置为""空字符串
  4. 可以使用s.str()将让stringstream返回其底层的string对象
  5. stringstream使用string类对象代替字符数组,可以避免缓冲区溢出的危险,而且其会对参数类型进行推演,不需要格式化控制,也不会出现格式化失败的风险,因此使用更方便,更安全
本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划,分享自作者个人站点/博客。
原始发表:2022-08-14,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

本文分享自 作者个人站点/博客 前往查看

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划  ,欢迎热爱写作的你一起参与!

评论
登录后参与评论
0 条评论
热度
最新
推荐阅读
目录
  • C++初阶-IO流
  • 零、前言
  • 一、C语言的输入输出
  • 二、什么是流
  • 三、C++IO流
  • 四、C++标准IO流
  • 五、C++文件IO流
  • 六、stringstream的介绍和使用
领券
问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档