【C++学习】C++IO流

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🚀C语言的输入与输出🚀什么是流🚀C++IO流🚀C++标准IO流🚀C++文件IO流

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🚀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：

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。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”。

🚀什么是流

“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。

🚀C++IO流

参考文档：https://legacy.cplusplus.com/reference/

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

🚀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：

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。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（置1），程序继续。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。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: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。
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。
原因：C++11里面IOS里面重载了一个 operator bool，每次读取得时候就会判断，调用operator bool，如果发生错误就结束。（可以简单理解为：当读到ctrl+Z这个特殊得str时，会将设置一个错误标致，然后调用operator bool，然会返回false，然后结束）。

// 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)while(operator>>(cin,str))  //调用string得operator>>,返回ostream&，就是cin{    // ...}//实际上我们看到使用while(cin>>i)去流中提取对象数据时，调用的是operator>>，//返回值是istream类型的对象，那么这里可以做逻辑条件值，源自于istream的对象//又调用了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。

🚀C++文件IO流

C++根据文件内容的数据格式分为 二进制文件和文本文件。采用文件流对象操作文件的一般步骤：

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)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关闭文件

例子：

///读文件#include<fstream>int main(){ifstream ifs;   //定义一个ifstream对象ifs.open("Test.cpp");  //打开一个文件 ，别忘记引号char ch;while (ifs.get(ch))   //一个字符一个字符得读取{cout << ch;    }ifs.close();    //关闭文件return 0;}int main(){//这里直接用文件进行构造，不用打开和关闭，因为构造得时候就会打开，析构得时候会自动关闭ifstream ifs("Test.cpp");   //定义一个ifstream对象char ch;while (ifs>>ch)   //一个字符一个字符得读取{                 //调用operator>>cout << ch;    }return 0;}

代码一运行结果：

代码二运行结果：
为什么会这样呢？
因为operator>>遇到空格或则换行会认是分隔符，会被忽略掉；

#include<fstream>int main(){ofstream ofs;   ofs.open("Test.txt");char ch;while (cin>>ch){ofs.put(ch);}ofs.close();return 0;}

自定义类型的读取例子：

class Date{friend ostream& operator << (ostream& out, const Date& d);friend istream& operator >> (istream& in, Date& d);public:Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1):_year(year), _month(month), _day(day){}operator bool(){// 这里是随意写的，假设输入_year为0，则结束if (_year == 0)return false;elsereturn true;}private:int _year;int _month;int _day;};#include<fstream>struct ServerInfo{char _address[32];int _port;Date _date;};struct ConfigManager{public:ConfigManager(const char* filename):_filename(filename){}void WriteBin(const ServerInfo& info){ofstream ofs(_filename, ios_base::out | ios_base::binary);ofs.write((const char*)&info, sizeof(info));}void ReadBin(ServerInfo& info){ifstream ifs(_filename, ios_base::in | ios_base::binary);ifs.read((char*)&info, sizeof(info));}// C++文件流的优势就是可以对内置类型和自定义类型，都使用// 一样的方式，去流插入和流提取数据// 当然这里自定义类型Date需要重载>> 和 <<// istream& operator >> (istream& in, Date& d)// ostream& operator << (ostream& out, const Date& d)void WriteText(const ServerInfo& info){ofstream ofs(_filename);ofs << info._address << " " << info._port << " " << info._date;}void ReadText(ServerInfo& info){ifstream ifs(_filename);ifs >> info._address >> info._port >> info._date;}private:string _filename; // 配置文件};int main(){ServerInfo winfo = { "192.0.0.1", 80, { 2022, 4, 10 } };// 二进制读写ConfigManager cf_bin("test.bin");cf_bin.WriteBin(winfo);ServerInfo rbinfo;cf_bin.ReadBin(rbinfo);cout << rbinfo._address << " " << rbinfo._port << " "<< rbinfo._date << endl;// 文本读写ConfigManager cf_text("test.text");cf_text.WriteText(winfo);ServerInfo rtinfo;cf_text.ReadText(rtinfo);cout << rtinfo._address << " " << rtinfo._port << " " <<rtinfo._date << endl;return 0;}

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