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C++学习札记（六）The IO Library.md

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C++学习札记（六）The IO Library

[TOC]

本章将介绍一下操作：

  • istream 类型：输入类型，提供输入操作
  • ostream 类型：输出类型，提供输出操作
  • cin ：一个 istream 对象，标准输入
  • cout ：一个 ostream 对象，标准输出
  • cerr ：一个 ostream 对象，用于输出程序错误信息
  • >> ：从 istream 读取输入
  • << ：将输出写至 ostream

1 IO 类

   IO 类型头文件及类型

头文件 类型
iostream istream, wistream 从流中读写数据
ostream, wostream 向流写入数据
iostream, wiostream 读写流
fstream ifstream, ofstream 从文件读取数据
ofstream, wofstream 向文件写入数据
fstream, wfstream 读写文件
sstream istringstream, wistringstream 从 string 读取数据
ostringstream, wostringstrem 向 string 写入数据
stringstream, wstringstream 读写string

  由于类型 ifstream 和 istringstream 与 istream 之间的继承关系，可以与使用 istream 对象来使用它们。

1.1 IO 对象无拷贝/赋值

  因为不能拷贝一个 IO 类型，参数和返回值不能为流类型。函数通常通过 引用 传递/ 返回流类型。由于流类型会被修改，所以不能声明为 const .

1.2 条件状态

  一旦流发生错误，后续 IO 将会失败，所以在读取时，需要检测输入是否正确。最简单的办法为：

while(cin >> word){
  	// 读取成功
}

1.3 管理输出缓冲

缓冲区刷新原因：

  1. 程序正常结束，缓冲区刷新
  2. 缓冲区已满，需要刷新缓冲
  3. 操作符 endl 显式刷新缓冲区
  4. 输出操作后，可以用操作符 unitbuf 设置流的状态
  5. 输出流关联到另一个流，当读写被关联的流时，另一个流的缓冲区会刷新

1.3.1 unitbuf 操作符

cout << unitbuf;	// 所有输出操作后，立即刷新缓冲区
cout << nounitbuf;// 任何输出都立即刷新，无缓冲

当程序崩溃时，输出缓冲区不会被刷新。

1.3.2 关联输入和输出流

  当一个流被关联到另一个流时，任何试图从输入流读取的操作都会先刷新输出流。标准库中的 cout 与 cin 关联在一起。

2 文件输入与输出

fstream 头文件中定义了三个类型来支持文件：

  • ifstream ：从一个给定文件中读取数据
  • ofstream ：向一个给定文件中写入数据
  • fstream ：读写给定文件

下表为 fstream 特有操作

function Uses
fstream fstrm; 创建一个未绑定的文件流
fstream fstrm(s); 创建一个 fstream ，并打开 s 文件
fstream fstrm(s, mode) 同上，以 mode 打开 s 文件
fstrm.open(s); 打开名为 s 文件，并将文件与 fstrm 绑定
fstrm.close(); 关闭与 fstrm 绑定的文件，返回 void
fstrm.is_open(); 指出 与 fstrm 绑定的文件是否成功打开/关闭

2.1 使用文件流对象

ifstream in(ifile);		// 创建一个 ifstream , 并打开文件
ofstream out;					// 输出文件流，未关联文件

2.1.1 用 ofstream 代替 iostream&

ifstream input(argv[1]);
ofstream output(argv[2]);
Sales_data total;

if (read(input, total)){
  	Sales_data trans;
  	while (read(input, trans)){
      	if (total.isbn() == trans.isbn())
        		total.combine(trans);
      	else{
          	print(output, total) << endl;
          	total = trans;
        }
    }
  	print(output, total) << endl;
}
else
  	cerr << "No data?!" << endl;

2.1.2 open 和 close 成员

ifstream in(file);
in.close();				// 关闭打开的文件

ofstream out;
out.open(ifle + ".copy");
if (out)		// 判断是否打开成功
  	// ...
else
  	cerr << "Cannot open!" << endl;

2.1.3 自动构造与析构

for (auto p = argv+1; p != argv + argc; ++p){
  	ifstream input(*p);
  	if (input)
      	process(input)
    else
      	cerr << "Couldn't open: " + string(*p);
}		// 每次执行，input 会离开作用域，因此会被销毁

当一个 fstream 对象被销毁时， close 会被自动调用。

2.2 文件模式

Mode Use
in 以读方式打开
out 以写方式打开
app 每次操作前定位至文件末尾
ate 打开文件立即定位到文件末尾
trunc 截断文件
binary 以二进制方式进行 IO

使用文件模式又如下限制：

  • 只能对 ofstream 和 fstream 设定 out 模式
  • 只能对 istream 和 fstream 设定 in 模式
  • 只有设定 out 模式，才可以设定 trunc 模式
  • 只要不设定 trunc 模式，就可以设定 app 模式
  • 默认情况下，以 out 打开的文件会被截断，必须同时指定 app 追加至文件末尾
  • ate 和 binary 可用于任何类型的文件流对象

以 out 模式打开文件会丢弃已有数据

// file 文件被截断
ofstream out("file1");		// 隐含 out, turnc
ofstream out2("file1", ofstream::out);	// 隐含 trunc
ofstream out3("file1", ofstream::out | ofstream::trunc);

// 为保留文件内容， 必须显式指定 app 模式
ofstream app("file2", ofstream::app);		// 隐含 out
ofstream app2("file2", ofstream::out | ofstream::app);

保留 ofstream 打开的文件已有数据唯一方式是显式指定 app 模式 / in 模式。

每次调用 open 需要确定文件模式

ofstream out;
out.open("file");			// 隐含 out trunc
out.close();

out.open("file2", ofstream::app);	// 隐含 out
out.close();

3 string Stream

sstream 头文件定义了三种类型：

  • istringstream ：从 string 读取数据
  • ostringstream ：向 string 写入数据
  • stringsream ：在 string 中读写数据
Function Uses
sstream strm; 未绑定的stringstream 对象
sstream strm(s); 一个 sstream 对象，保存 string s 的一个拷贝
strm.str(); 返回 stem 所保存的 string 的拷贝
strm.str(s); 将 string s 拷贝至 strm 中，返回 void