C++超详细梳理IO流操作

2022-11-13 11:11:50 操作 梳理 详细

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++ 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

1.标准输出输入流-控制台流(iostream类) 

cin实际上是一个标准输入流对象（类对象），常用的方式有，cin>>（cin.operator>>()）， cin.get()， cin.getline()(用法：cin.getline(char s[], int nLength))

或者在std命名空间下，有一个单独的getline()函数，但是该函数时使用string对象作为参数的，即：getline(cin, str)

cout是标准输出流对象（类对象），cout<<

cout cin printf scanf（格式化输入输出）比较

总结：c++中尽量用cin和cout

//c_str()就是把string类对象转换成和c兼容的char*类型。
//这是为了与C语言兼容，在c语言中没有string类型
//故必须通过string类对象的成员函数c_str()把string 对象转换成c中的字符串样式
//例如
	string a = "hellofjifj";
	printf("%s\n", a.c_str());
	//printf("%s\n", a);//这样会有问题

2. 文件流（I/O操作）

在文件流中提供了三个派生类对文件数据进行操作（注意这里是类，不像控制台提供的是类对象）

  • ofstream：输出，即写文件，由ostream引申而来
  • ifstream：输入，即读取文件，由istream引申而来
  • fstream ：输入输出，同时读写操作，由iostream引申而来

文件的类型：文本文件 和 二进制文件

文件读写的步骤：

  • 包含的头文件：#include <fstream>
  • 创建流
  • 打开文件(文件和流关联)
  • 读写 (写操作：<<,put( ),write( )读操作：>> , get( ),getline( ), read( ))
  • 关闭文件：把缓冲区数据完整地写入文件， 添加文件结束标志， 切断流对象和外部文件的连接

文本文件

使用<< >> 进行读写

<< 能实现以行为单位写入文件

>> 不能一行为单位读入内存，而是以单词为单位。总是以空格、Tab、回车结束

    ofstream OpenFile("file.txt");  
　　if (OpenFile.fail())  
　　{  
　　　　cout<<"打开文件错误!"<<endl;  
　　　　exit(0);  
　　}  
    OpenFile << "abc def ghi";//把内容写入file文件  
　　OpenFile.close();    
    const int len=20;  
    char str[len];  
    ifstream OpenFile("file.txt");  
　　if (OpenFile.fail())  
    {  
        cout<<"打开文件错误!"<<endl;  
        exit(0);  
    }  
    OpenFile >> str;  
    cout << str << endl;  
    OpenFile.close(); //str的内容为abc，而不是abc def ghi(见空格停止)

getline()读取一行

getline()：以行为单位读入内存，能一次读入一行

函数原型：istream &getline( char *buffer, streamsize num );

getline( )函数用于从文件读取num个字符到buffer(内存)中，直到下列情况发生时，读取结束:

  • num个字符已经读入
  • 碰到一个换行标志
  • 碰到一个EOF
    const int len=20;  
    char str[len];  
    ifstream OpenFile("file.txt");  
    if (OpenFile.fail())  
    {  
        cout<<"打开文件错误!"<<endl;  
        exit(0);  
    }  
    OpenFile.getline(str,20);  
    cout << str << endl;  
    OpenFile.close();//运行结果：str的内容为abc def ghi （一直把一行读完）

get() put()进行单个字符读写

ostream& put (char c);

函数功能：使用 put( )函数，向文件中写入字符

    char ch='1';  
    ofstream OpenFile("file.txt");  
　　if (OpenFile.fail())  
    {  
        cout<<"打开文件错误!"<<endl;  
        exit(0);  
    }  
    OpenFile.put(ch); // 把字符1写入文件
    OpenFile.close();

istream& get (char& c);

函数功能：使用 get( )函数，从文件中读取字符

    char ch;  
    ifstream OpenFile("file.txt");  
　　if (OpenFile.fail())  
    {  
        cout<<"打开文件错误!"<<endl;  
        exit(0);  
    }  
    OpenFile.get(ch);  
    cout << ch; //把字符1从文件中读到ch（内存）中
    OpenFile.close();

二进制文件读写

get() put()进行单个字节读写

ofstream &put(char ch)

在内存中写入一个字节到文件

    char ch='a';  
    ofstream OpenFile("file.txt",ios::binary);  
    //以二进制的方式处理，在打开时要用 ios::binary 显式声明
　　if (OpenFile.fail())  
    {  
        cout<<"打开文件错误!"<<endl;  
        exit(0);  
    }  
    OpenFile.put(ch);  
    OpenFile.close();

ifstream &get(char ch)

在文件中读取一个字节到内存

    char ch;  
    ifstream OpenFile("file.txt",ios::binary);  
　　if (OpenFile.fail())  
    {  
        cout<<"打开文件错误!"<<endl;  
        exit(0);  
    }  
    OpenFile.get(ch); // 从文件中读取一个字符
    cout << ch;  
    OpenFile.close();

read() write()多个字节读写

ostream & ostream :: write ( char * buf , int n ) ;

功能：把buf指向的内容取n个字节写入文件

参数说明：buf表示要写入内存的地址，传参时要取地址。n表示要读入字节的长度

注意：

  • 该函数遇到空字符时并不停止，因而能够写入完整的类结构
  • 第一个参数一个char型指针（指向内存数据的起始地址），与对象结合使用的时候，要在对象地址之前要char做强制类型转换
    char ch[12]="12 3 456 78";  
    ofstream OpenFile("file.txt");  
　　if (OpenFile.fail())  
    {  
        cout<<"打开文件错误!"<<endl;  
        exit(0);  
    }  
    OpenFile.write(ch, 12);  
    OpenFile.close();

istream & read ( char * buf , int n ) ;

功能：从文件中提取 n 个字节数据，写入buf指向的地方中

    char ch[12];  
    ifstream OpenFile("file.txt");  
    if (OpenFile.fail())  
    {  
        cout<<"打开文件错误!"<<endl;  
        exit(0);  
    }  
    OpenFile.read(ch,12);  
    cout << ch;  //运行结果：数组ch的内容为12 3 456 78
    OpenFile.close();

注意事项

（1）程序不再使用文件时，为什么要关闭文件？

因为：

  • 文件缓冲区是一块小的内存空间.
  • 操作系统限制同时打开的文件数量

注意：close ( ) 函数关闭文件，但流对象仍然存在。

（2）文件的默认打开方式为文本文件，要是想以二进制的方式处理，在打开时要用 ios::binary 显式声明。

（3）针对文本文件操作时，get函数和>>的区别：

  • 在读取数据时，get函数包括空白字符（遇空白字符不停止读取）
  • >>在默认情况下拒绝接受空白字符（遇到空白符停止读取）

（4）文本文件的读写常使用的方法：使用<<写入文件，使用getline 和 >> 读到内存

二进制文件的读写常使用的方法：使用istream 类的成员函数read 和write 来实现,

3.字符串输入输出流（sstream）

其相应的派生类有istringstream类、ostringstream类、iostringstream类

sprintf sscanf 和 stringstream的使用

其实是整型和字符创类型的相互转化：序列化（转成字符串）和反序列化（将字符串中数据提取处理）

C当中用法：sprintf和sscanf函数

C++中用法：字符串流

struct ServerInfo//要读些的信息类
{
	char _ip[20];
	int  _port;
};
	//C当中用法
    //将info中数据转成字符串并存入buff中
	ServerInfo info = { "192.0.0.1", 8000 };
	char buff[128];//buff的大小不好确定
	sprintf_s(buff, "%s %d", info._ip, info._port);// 序列化，转成字符串存入buff中
	
    //将buff中数据格式化输出到rinfo中
	ServerInfo rinfo;
	sscanf(buff, "%s%d", rinfo._ip, &rinfo._port);// 反序列化，将字符串buff中数据转成规定格式
	//空格间隔开了
	//C++用法
	//将info中数据转成字符串并存到buff中
    ServerInfo info = { "192.0.0.1", 8000 };
	stringstream SSM;//字符串流对象
	ssm << info._ip <<" "<<info._port;//转成字符串
	string buff = ssm.str();//查看字符串
	//从字符串提取至rinfo
	stringstream ssm;
	ssm.str("127.0.0.1 90");//这两行直接按照下面的写法也行
	//stringstream ssm("127.0.0.1 90");
	ServerInfo rinfo;
	ssm >> rinfo._ip >> rinfo._port;

补充内容：C/C++中int和字符串类型的转换

string转int

  • atoi（c库函数、ascll to integer）
  • strtol（c库函数，字符串转成长整型）
  • stoi（stoi是C++的函数，头文件：#include < string >）

int转string

  • itoa（c库函数）
  • to_string（C++11的函数，可以适应8种类型的重载，将其转换为string，头文件：#include < string >）

多功能转换

stringstream

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