C++ 从入门到精通（第八篇）：IO 流

2022-10-27
湖南
本文字数：3225 字
阅读完需：约 11 分钟

1. 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：1 .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。2.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”。

简而言之：

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

2. 流是什么

概念：

“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”

特性：

有序连续**、**具有方向性
注：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

3. C++IO 流

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：

// 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){// ...}

复制代码

输出：严格按照题目的要求进行，多一个少一个空格都不行

[ ] 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

#include<iostream>#include <fstream>using namespace std;
// 使用文件IO流用文本及二进制方式演示读写配置文件struct ServerInfo{  char _ip[32]; // ip  int _port; // 端口};struct ConfigManager{public:  ConfigManager(const char* configfile = "cfserver.config")    :_configfile(configfile)  {}
  void WriteBin(const ServerInfo& info)  {    // 这里注意使用二进制方式打开写    ofstream ofs(_configfile, ifstream::out | ifstream::binary);    ofs.write((const char*)&info, sizeof(ServerInfo));    ofs.close();  }
  void ReadBin(ServerInfo& info)  {    // 这里注意使用二进制方式打开读    ifstream ifs(_configfile, ifstream::in | ifstream::binary);    ifs.read((char*)&info, sizeof(ServerInfo));    ifs.close();  }
  void WriteText(const ServerInfo& info)  {    // 这里会发现IO流写整形比C语言那套就简单多了，    // C 语言得先把整形itoa再写    ofstream ofs(_configfile);    ofs << info._ip << endl;    ofs << info._port << endl;    ofs.close();  }
  void ReadText(ServerInfo& info)  {    // 这里会发现IO流读整形比C语言那套就简单多了，    // C 语言得先读字符串，再atoi    ifstream ifs(_configfile);    ifs >> info._ip;    ifs >> info._port;    ifs.close();  }private:  string _configfile; // 配置文件};int main(){  ConfigManager cfgMgr;  ServerInfo wtinfo;  ServerInfo rdinfo;  strcpy(wtinfo._ip, "127.0.0.1");  wtinfo._port = 80;  // 二进制读写  cfgMgr.WriteBin(wtinfo);  cfgMgr.ReadBin(rdinfo);  cout << rdinfo._ip << endl;  cout << rdinfo._port << endl;  // 文本读写  cfgMgr.WriteText(wtinfo);  cfgMgr.ReadText(rdinfo);  cout << rdinfo._ip << endl;  cout << rdinfo._port << endl;  return 0;}

复制代码

注：相比于 C 语言方便很多，不用控制格式

4. stringstream 的简单介绍

在程序中如果想要使用 stringstream，必须要包含头文件。在该头文件下，标准库三个类：istringstreostringstream 和 stringstream，分别用来进行流的输入、输出和输入输出操作，本文主要介绍 stringstream。

stringstream 主要可以用来：

将数值类型数据格式化为字符串

#include<sstream>int main(){int a = 12345678;string sa;// 将一个整形变量转化为字符串，存储到string类对象中stringstream s;s << a;s >> sa;// clear()// 注意多次转换时，必须使用clear将上次转换状态清空掉// stringstreams在转换结尾时(即最后一个转换后),会将其内部状态设置为badbit// 因此下一次转换是必须调用clear()将状态重置为goodbit才可以转换// 但是clear()不会将stringstreams底层字符串清空掉// s.str("");// 将stringstream底层管理string对象设置成"",// 否则多次转换时，会将结果全部累积在底层string对象中s.str("");s.clear(); // 清空s, 不清空会转化失败double d = 12.34;s << d;s >> sa;string sValue;sValue = s.str(); // str()方法：返回stringsteam中管理的string类型cout << sValue << endl;return 0;}

复制代码

字符串拼接

int main(){stringstream sstream;// 将多个字符串放入 sstream 中sstream << "first" << " " << "string,";sstream << " second string";cout << "strResult is: " << sstream.str() << endl;// 清空 sstreamsstream.str("");sstream << "third string";cout << "After clear, strResult is: " << sstream.str() << endl;return 0;}

复制代码

注意：

stringstream 实际是在其底层维护了一个 string 类型的对象用来保存结果。
多次数据类型转化时，一定要用 clear()来清空，才能正确转化，但 clear()不会将 stringstream 底层的 string 对象清空。
可以使用 s. str("")方法将底层 string 对象设置为""空字符串。
可以使用 s.str()将让 stringstream 返回其底层的 string 对象。
stringstream 使用 string 类对象代替字符数组，可以避免缓冲区溢出的危险，而且其会对参数类型进行推演，不需要格式化控制，也不会出现格式化失败的风险，因此使用更方便，更安全。

ps

想和博主一样刷优质面试和算法题嘛，快来刷题面试神器牛客吧，期待与你在牛客相见

发布于: 刚刚阅读数: 4

原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/9053dc2daaf59913b2fa58097】。未经作者许可，禁止转载。

雪芙花

关注

还未添加个人签名 2022-04-28 加入

还未添加个人简介

发布

暂无评论

创作场景

C++ 从入门到精通（第八篇） ：IO 流

1. C 语言的输入与输出

2. 流是什么

3. C++IO 流

4. stringstream 的简单介绍

ps

雪芙花

评论

C++ 从入门到精通（第八篇）：IO 流