C++的IO流简介

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  文章目录

  • 
    

    一、C语言的输入输出

  • 
    

    二、C++的输入输出流

  • • 1 流是什么
    • 2 C++的标准IO流
    • 3 C++的文件IO流
    • 3 C++的字符串IO流

一、C语言的输入输出

  C语言主要使用scanf和printf与输入输出设备交互，大概是这样的：

二、C++的输入输出流 1 流是什么

  “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。

2 C++的标准IO流

  C++的这些cin cout等都是一些全局对象，关系如下，ios是其基类，它们之间有继承的关系。

  之前我们说过，cout和cin能自动识别类型的原因是因为它们做了运算符重载，同时这些运算符有构成了函数重载。

  所以自定义类型需要我们自己做函数重载才可以用。

cin cout效率提升

  ios::sync_with_stdio(false);这条语句可以把cin和scanf、cout和printf的同步关掉，可以提升cin的速度，不过这时cin和scanf混用就会出错。

  没有这条语句时，cin cout为了保证混用printf和scanf时文件指针不混乱做了很多工作，所以速度要慢，关掉速度就会快很多。

读取一行

  C语言读取一行，可以用fgets，C++可以用getline。

  cin cout相比scanf和printf的优势就在于自定义类型对象在重载后可以直接使用<<和>>输入输出，不比每次都要自己用scanf和printf组合。

多组测试用例

  C语言写法：

while (scanf("", ) != EOF)

  因为scanf会返回读取的个数，当读取的个数是0的时候，就结束了。

  C++写法：

while (cin >> )

  这里判断的表达式是判断的cin这个istream对象，按理说不应该啊，我们之前值接触过整形和布尔值做逻辑判断，这里怎么对象也能做逻辑判断了，是因为类型运算符重载，当用istream对象进行逻辑判断时，它就会调用这个类型运算符重载，使其返回一个布尔值。

  我们的一个简单测试：

class B
{
public:
	B(int b = 0) : _b(b)
	{}
	operator bool()
	{
		return _b != 0;
	}
private:
	int _b;
};

int main()
{
	B b1(11);
	if (b1)
	{
		cout << "隐式类型转换一样的operator bool()" << endl;
	}
	return 0;
}

  所以上面的原理就是在istream类内部有一个标志符，当读取结束的时候，就会给这个标志符该为false，然后operator bool()返回这个标志符作为真假性即可。

  进一步测试：

class B
{
public:
	B(int b = 0) : _b(b)
	{}
	operator bool()
	{
		return _b != 0;
	}
	friend istream& operator>>(istream& in, B& b);
	friend ostream& operator<<(ostream& out, B& b);
private:
	int _b;
};
istream& operator>>(istream& in, B& b)
{
	in >> b._b;
	return in;
}

ostream& operator<<(ostream& out, B& b)
{
	out << b._b;
	return out;
}

int main()
{
	B b1(11);
	while (b1)
	{
		cin >> b1;
		cout << b1 << endl;
	}
	return 0;
}

3 C++的文件IO流

  假如我们要把如下结构的对象写入文件中：

struct ServerInfo
{
 char _ip[32]; // ip
 int _port; // 端口
};

  使用C语言的话，首先我们需要用fopen和fclose打开和关闭文件，文件的读写有两种方式，二进制读写可以使用fwrite和fread作为接口，直接写出内存中你的数据是怎么二进制存储的。

还有一种写字符串来读写文件，接口为fputs和fgets打印接收一行，fprintf和fscanf来格式化字符串读写。

写：

void testC_bin()
{
	ServerInfo info = { "127.0.0.1", 80 };
	FILE* pf = fopen("test.bin", "wb");
	assert(pf);
	fwrite(&info, sizeof(info), 1, pf);
	fclose(pf);
}

读：

void testC_R_bin()
{
	ServerInfo info;
	FILE* pf = fopen("test.bin", "rb");
	assert(pf);
	fread(&info, sizeof(info), 1, pf);
	cout << info._ip << ' ' << info._port << endl;
	fclose(pf);
}

  二进制读写比较简单，但缺陷是写出去的东西文件中看不见。

  字符型读写测试：

void testC_W_S()
{
	ServerInfo info = { "127.0.0.1", 80 };
	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
	assert(pf);
	fprintf(pf, "%s %d", info._ip, info._port);
	fclose(pf);
}

void testC_R_S()
{
	ServerInfo info;
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	assert(pf);
	fscanf(pf, "%s %d", info._ip, &info._port);
	printf("%s %d\n", info._ip, info._port);
	fclose(pf);
}

  注意fscanf和scanf类似，对多个数据，它们都以' '或\n区分。

  我们用C++的风格玩一下，包头文件。

  C++中，ofstream是写文件流的类：

  构造函数中的模式类型：

  这里是用比特位表示状态，和Linux中的系统调用状态类似，可以|来把状态弄到一起。

  它的写的成员函数：

  框架：

// 管理文件名
class ConfigManager
{
public:
	ConfigManager(const string& str): _filename(str)
	{}
	void writeBin(const ServerInfo& info)
	{
		ofstream of(_filename.c_str(), ios_base::binary | ios_base::out);
		of.write((const char*)(&info), sizeof(info));
	}

	void readBin(ServerInfo& info)
	{
		ifstream of(_filename.c_str(), ios_base::binary | ios_base::in);
		of.read((char*)(&info), sizeof(info));
	}

	void writetxt(const ServerInfo& info)
	{
		// 默认参数就是文件读写
		ofstream of(_filename.c_str());
		of << info._ip << ' ' << info._port;
	}

	void writetxt(ServerInfo& info)
	{
		// 默认参数就是文件读写
		ifstream ifs(_filename.c_str());
		ifs >> info._ip >> info._port;
	}
private:
	string _filename;
};

  二进制写：

void testCPPWbin()
{
	ServerInfo info = { "192.0.0.1", 80 };
	ConfigManager con("myconfig.bin");
	con.writeBin(info);
}

  二进制读:

void testCPPRbin()
{
	ServerInfo info;
	ConfigManager con("myconfig.bin");
	con.readBin(info);
	cout << info._ip << ' ' << info._port << endl;
}

文本写：

void testCPPWtxt()
{
	ServerInfo info = { "191.0.0.1", 80 };
	ConfigManager con("myconfig.txt");
	con.writetxt(info);
}

文本读：

void testCPPRtxt()
{
	ServerInfo info;
	ConfigManager con("myconfig.txt");
	con.readtxt(info);
	cout << info._ip << ' ' << info._port << endl;
}

  二进制读写和C类似，不过文本读写可以支持operator >>和operator <<，可以对自定义类型重载这些运算符，然后就可以像cout、cin那样进行文本读写。

  对自定义类型，这里需要去掉const，不知道为啥。

class Date
{
public:
	Date(int year = 2000, int month = 1, int day = 1)
		: _year(year), _month(month), _day(day)
	{}
	friend ofstream& operator<<(ofstream& out, Date& d);
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

ofstream& operator<<(ofstream& out, Date& d)
{
	out << d._year << ' ' << d._month << ' ' << d._day << endl;
	return out;
}

void writetxt(ServerInfo& info)
{
    // 默认参数就是文件读写
	ofstream of(_filename.c_str());
    of << info._ip << ' ' << info._port << ' ';
	of << info._d;
}

3 C++的字符串IO流

  头文件。

ostringstream：把一个自定义结构中的内容读成一个字符串，类似sprintf。

  它支持operator<<，可以从结构中把内容直接转字符串，注意分割，如果要获得转成的字符串，用.str()即可：

istringstream：把一个字符串中的内容一部分一部分读取出来，类似sscanf。

  它也支持operator>>，可以从字符串中把内容读出来，注意需要分隔符。

  在网络编程中，可以用这两个东西来完成序列化和反序列化的任务。

  一个测试：

class Date
{
public:
	Date(int year = 2000, int month = 1, int day = 1)
		: _year(year), _month(month), _day(day)
	{}
	friend ofstream& operator<<(ofstream& out, Date& d);
	friend ostringstream& operator<<(ostringstream& out, Date& d);
	friend ostream& operator<<(ostream& out, Date& d);
	friend istringstream& operator>>(istringstream& sin, Date& d);
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

ostream& operator<<(ostream& out, Date& d)
{
	out << d._year << ' ' << d._month << ' ' << d._day;
	return out;
}

ofstream& operator<<(ofstream& out, Date& d)
{
	out << d._year << ' ' << d._month << ' ' << d._day << endl;
	return out;
}

ostringstream& operator<<(ostringstream& out, Date& d)
{
	out << d._year << ' ' << d._month << ' ' << d._day << endl;
	return out;
}

istringstream& operator>>(istringstream& sin, Date& d)
{
	sin >> d._year >> d._month >> d._day;
	return sin;
}

struct Personinfo
{
	string _name;
	int _age;
	Date _d;
};

int main()
{
	Personinfo p = { "路由器", 20 };
	ostringstream oss;
	oss << p._name << " " << p._age << " ";
	oss << p._d;// 这里要换行 不知道为什么
	cout << oss.str() << endl;
	string tmp = oss.str();
	istringstream iss(tmp);
	Personinfo p1;
	iss >> p1._name >> p1._age;
	iss >> p1._d;
	cout << p1._name << '*' << p1._age << '+' << p1._d << endl;
}