第十一章 流类库与输入输出

C++语言程序设计第十一章输入/输出本章主要内容●I/O流的概念及流类库结构●输出流●输入流●输入/输出流输入/输出（I/O）概述⏹输入/输出（简称I/O）是程序的一个重要组成部分：◆程序运行所需要的数据往往要从外设（如：键盘、文件等）得到◆程序的运行结果通常也要输出到外设（如：显示器、打印机、文件等）中去。

⏹在C++中，输入/输出不是语言定义的成分，但有一个I/O软件包，称为I/O流类库。

I/O流的概念⏹当程序与外界环境进行信息交换时，存在着两个对象，一个是程序中的对象，另一个是文件对象。

⏹流是一种抽象，它负责在数据的生产者和数据的消费者之间建立联系，并管理数据的流动。

⏹程序建立一个流对象，并指定这个流对象与某个文件对象建立连接，程序操作流对象，流对象通过文件系统对所连接的文件对象产生作用。

⏹读操作在流数据抽象中被称为（从流中）提取，写操作被称为（向流中）插入。

面向对象的输入/输出C++的I/O 流类库提供了以面向对象方式进行的输入/输出。

以下是I/O 类库中基本的I/O 类：iosistream （控制台输入）ostream （控制台输出）ifstream （文件输入）istrstream （字符串变量输入）ofstream （文件输出）ostrstream （字符串变量输出）iostream （输入/输出）fstream （文件输入/输出）strstream （字符串变量输入/输出）P482 图11-1和表11-1给出了I/O 流类层次和说明。

⏹在进行输入/输出时，首先创建一个I/O类的对象，然后，通过该对象（调用对象类的成员函数）进行输入/输出操作。

⏹istream类重载了操作符“>>”（抽取），用它可以进行基本类型数据的输入操作。

例如：istream in(...);in >> x; //x是一个变量in >> y; //y是一个变量或in >> x >> y;⏹ostream类重载了操作符“<<”（插入），用它可以进行基本数据类型数据的输出操作。

例如：ostream out(...);out << e1; //e1是一个表达式out << e2; //e2是一个表达式或I/O的分类⏹基于控制台的I/O：◆从标准输入设备（如：键盘）获得数据◆把程序结果从标准输出设备（如：显示器）输出⏹基于文件的I/O：◆输入：从外存文件获得数据◆输出：把程序结果保存到外存文件中控制台I/O⏹在I/O类库中预定义了四个I/O对象：cin、cout、cerr以及clog，可以直接利用这些对象进行控制台的输入/输出操作：◆cin属于istream类的对象，它对应着计算机系统的标准输入设备，如键盘；◆cout属于ostream类的对象，它对应着计算机系统的用于输出程序正常运行结果的标准输出设备，如显示器;◆cerr和clog属于ostream类的对象，它们对应着计算机系统的用于输出程序错误信息的设备，通常情况下它们都对应着显示器;⏹在进行控制台输入/输出时，程序中需要有下面的包含命令：#include<iostream>输出流⏹最重要的三个输出流是◆ostream◆ofstream◆ostringstream输出流对象⏹预先定义的输出流对象:◆cout 标准输出◆cerr 标准错误输出，没有缓冲，发送给它的内容立即被输出。

◆clog 类似于cerr ，但是有缓冲，缓冲区满时被输出。

输出流输出流对象⏹使用cout 可以进行标准输出，如果要将信息输出到文件，需要建立流对象。

⏹ofstream 类支持磁盘文件输出，常用方法：1.定义一个ofstream 类对象时指定一个文件名，则该文件在创建对象时自动打开：ofstream myFile("filename",iosmode);2.可以定义一个ofstream 类对象，然后使用open 成员函数打开一个文件：ofstream myFile;//定义一个静态文件输出流对象myFile.open("filename",iosmode);//打开文件，使流对象与文件建立联系输出流使用插入运算符和操纵符⏹插入(<<)运算符是所有标准C++数据类型预先设计的。

⏹用于传送字节到一个输出流对象。

输出流输出格式控制⏹控制输出宽度◆setw、width⏹控制对齐方式◆setiosflages(ios_base::left) 默认为右对齐文本⏹控制输出精度◆setprecision 浮点数输出精度默认值是6⏹控制输出数据的进制◆dec oct hex 默认是dec需要包含文件iomanip控制输出格式⏹控制输出宽度◆为了调整输出，可以通过在流中放入setw 操纵符或调用width 成员函数为每个项指定输出宽度。

⏹例11-1 使用width 控制输出宽度#include <iostream>using namespace std;int main(){ double values[] = {1.23,35.36,653.7,4358.24};for(int i=0;i<4;i++){ cout.width(10);cout << values[i] <<'\n';}}输出流输出结果（右对齐）:1.2335.36653.7例：使用*填充#include <iostream> using namespace std; int main(){ double values[]={1.23,35.36,653.7,4358.24};for(int i=0; i<4; i++){ cout.width(10);cout.fill('*');cout<<values[i]<<'\n'; }}输出流输出结果：******1.23*****35.36*****653.7***4358.24例11-2使用setw 指定宽度#include <iostream> #include <iomanip> using namespace std;int main(){ double values[]={1.23,35.36,653.7,4358.24};char *names[]={"Zoot","Jimmy","Al","Stan"};for(int i=0;i<4;i++)cout<<setw(6)<<names[i]<<setw(10)<<values[i]<<endl; }输出流输出结果：Zoot 1.23Jimmy 35.36Al 653.7Stan 4358.24例11-3设置对齐方式#include <iostream>#include <iomanip>using namespace std;int main(){ double values[]={1.23,35.36,653.7,4358.24}; char *names[]={"Zoot","Jimmy","Al","Stan"}; for(int i=0;i<4;i++)cout<<setiosflags(ios::left)<<setw(6)<<names[i] <<resetiosflags(ios::left) <<setw(10)<<values[i] <<endl;}输出结果:Zoot 1.23 Jimmy 35.36 Al 653.7 Stan 4358.24例11-4控制输出精度#include <iostream>#include <iomanip>using namespace std;int main(){ double values[]={1.23,35.36,653.7,4358.24}; char *names[]={"Zoot","Jimmy","Al","Stan"}; cout<<setiosflags(ios::scientific);for(int i=0;i<4;i++)cout<<setiosflags(ios::left)<<setw(6)<<names[i]<<resetiosflags(ios::left)<<setw(10)<<setprecision(1) << values[i]<<endl;}输出结果：Zoot 1.2e+000 Jimmy 3.5e+001 Al 6.5e+002 Stan 4.4e+003进制⏹dec 、oct 和hex 操纵符设置输入和输出的默认进制。

⏹默认进制是dec （十进制）。

输出流文件输出流成员函数⏹输出流成员函数有三种类型：◆与操纵符等价的成员函数。

◆执行非格式化写操作的成员函数。

◆其它修改流状态且不同于操纵符或插入运算符的成员函数。

输出流文件输出流成员函数⏹open 函数把流与一个特定的磁盘文件关联起来。

需要指定打开模式。

⏹close 函数关闭与一个输出文件流关联的磁盘文件⏹put 函数把一个字符写到输出流中。

⏹write 函数把内存中的一块内容写到一个输出文件流中⏹seekp 和tellp 函数操作文件流的内部指针⏹错误处理函数在写到一个流时进行错误处理输出流例11-5向文件输出#include <fstream>using namespace std;struct Date{ int mondy, day, year; };int main(){Date dt = {6, 10, 92};ofstream tfile("date.dat",ios::binary); tfile.write((char *) &dt,sizeof dt);tfile.close();}二进制输出文件⏹默认的输出模式是文本方式⏹可以用二进制模式输出◆其中所写的字符不转换◆需要在打开文件时设置打开模式为：Ios_base::binary字符串输出流ostringstream⏹用于构造字符串⏹功能◆支持ofstream 类的除open 、close 外的所有操作◆str 函数可以返回当前已构造的字符串⏹典型应用◆将数值转换为字符串输出流例11-6 字符串输出流应用#include <iostream>#include <sstream>#include <string>using namespace std;template <class T>inline string toString(const T &v) {ostringstream os;//创建字符串输出流os << v;//将变量v 的值写入字符串流return os.str();//返回输出流生成的字符串}int main() {string str1 = toString(5);cout << str1 << endl;string str2 = toString(1.2);cout << str2 << endl;输出流输出结果：51.2输入流⏹重要的输入流类：◆istream类最适合用于顺序文本模式输入。