C++三大IO流类总结——标准IO流、文件IO流、内存IO流

2024年2月28日 135次阅读 来源: black_kyatu

C++三大IO流类总结——标准IO流、文件IO流、内存IO流

IO流类一览

  • ios:流基类（抽象类）
  • istream:通用输入流类和其他输入流的基类
  • ostream:通用输出流类和其他输出类的基类
  • iostream:通用输入输出流类和其他输入输出流类的基类
  • ifstream:输入文件流类
  • ofstream：输出文件流类
  • fstream:输入输出文件流
  • istrstream:输入字符串流类
  • ostrstream:输出字符串流类
  • strstream:输入输出字符串类
  • iostream_withassign: 通用输入输出流类和其他输入输出流类iostream的的派生类

关系图如下：

派生
派生
派生
派生
派生
派生
派生
派生
派生 ios类:流基类 istream:通用输入流类 ostream:通用输出流类 iostream:通用输入输出类 ifstream:输入文件流类 istringstream:输入字符串流类 ofstream:输出文件流类 ostringstream:输出字符串流类 fstream:输入输出文件流类 stringstream:输入输出字符串流类

标准IO流

C++中包含几个预定义的流对象，即标准IO流，它们是标准输入流对象cin、标准输出流对象cout、非缓冲型的标准出错流对象cerr、缓冲型的标准出错流对象clog。

  • cin是istream的派生类istream_withassign的对象，它与标准输入设备(通常是键盘)相联系。
  • cout是ostream的派生类ostream_withassign的对象，它与标准输出设备(通常是显示器)相联系。
  • cerr是ostream的派生类ostream_withassign的对象，它与标准错误输入设备(通常是显示器)相联系。
  • clog是ostream的派生类ostream_withassign的对象，它与标准错误输入设备(通常是显示器)相联系。

标准IO流的条件状态

C++语言IO类中定义了一些函数和标志，可以用来访问IO流的条件状态。

一旦一个流发生错误，对其进行IO操作都无法进行。可以将流作为条件判断，这也是最简单的一种方式，但这样无法知晓 流的具体错误。通过IO类中的条件状态函数，可以知道流操作为什么失败。

条件状态标志

strm::iostate：条件状态集合
strm::badbit:指示流是否崩溃
strm::failbit:表示一个IO操作失败
strm::eofbit:表示到流遇到结束标志
strm::goodbit:表示流正常使用

条件状态函数

对于标准IO流s，有如下成员函数
s.setstate(flag):将流s状态置为flag，返回void
s.rdstate():返回流s的当前状态，返回类型为strm::iostate
s.eof():若eofbit置位则返回true,表示到达流s末尾
s.fail():若badbit或failbit置位，则返回true
s.good():若流s处于有效状态，则返回true
s.clear():清空各个状态位，将流置为有效
s.clear(flag):复位flag中设置的标志位。可以先使用rdstate()读取到流标志位，进行位操作，作为flag参数传入。

标准IO流的输入输出成员函数

  • put函数
    put函数用于输出一个字符格式：cout.put(char ch)
    例如：输出A可以采用以下方法：
    cout.put('A'); cout.put(65) ; cout.put(25+40);

  • get函数
    get函数的功能与提取运算符>>类似,主要不同之处是get函数在读入数据时可以包括空白字符,而后者不可以。

    • get函数用于读入一个字符，调用形式：cin.get()
    • get函数用于传入一个字符到char型变量，调用形式：cin.get(char ch)

  • getline函数
    getline函数用于从输入流读取n-1个字符，赋给指定的字符数组(或字符指针指向的数组)，然后插入一个字符串结束志”\n”。(“\n”可以用其他字符代替)遇到’\n‘会提前终止读取字符。

    getline函数调用格式：

    • cin.getline(字符数组,字符个数n,终止标志字符)
    • cin.getline(字符指针,字符个数n,终止标志字符)

  • ignore函数
    ignore函数的功能是跳过输入流的n个字符(默认的个数为1)，或在遇到指定的终止符时 提前结束。
    调用格式：cin.ignore(n,终止字符);cin.ignore();cin.ignore(1,EOF)

代码示例

条件状态
#include <iostream>
using namespace std;

int main() { 

    cout<<"初始状态:"<<endl;
    //cout<<"failbit: "<<cin.failbit<<endl;
    cout<<"fail(): "<<cin.fail()<<endl;
    //cout<<"badbit: "<<cin.badbit<<endl;
    cout<<"bad(): "<<cin.bad()<<endl;
    //cout<<"eofbit: "<<cin.eofbit<<endl;
    cout<<"eof(): "<<cin.eof()<<endl;
    //cout<<"goodbit: "<<cin.goodbit<<endl;
    cout<<"good(): "<<cin.good()<<endl;

    int i;

    cout<<"在这里我们输入EOF:"<<endl;
    cin>>i;

    cout<<"输入EOF后:"<<endl;
    cout<<"fail(): "<<cin.fail()<<endl;
    cout<<"bad(): "<<cin.bad()<<endl;
    cout<<"eof(): "<<cin.eof()<<endl;
    cout<<"good(): "<<cin.good()<<endl;

    cout<<"先clear(),在这里我们正常输入一个数字:"<<endl;

    cin.clear();
    cin>>i;

    cout<<"正常输入数字后:"<<endl;

    cout<<"fail(): "<<cin.fail()<<endl;
    cout<<"bad(): "<<cin.bad()<<endl;
    cout<<"eof(): "<<cin.eof()<<endl;
    cout<<"good(): "<<cin.good()<<endl;

    cout<<"在这里我们输入一个字符串:"<<endl;
    cin>>i;
    cout<<"输入字符串后:"<<endl;

    cout<<"fail(): "<<cin.fail()<<endl;
    cout<<"bad(): "<<cin.bad()<<endl;
    cout<<"eof(): "<<cin.eof()<<endl;
    cout<<"good(): "<<cin.good()<<endl;
    
    return 0;
}
put和get函数
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{ 
 char ch;
 cout<<"Input:";
 while(cin.get(ch))   //读取输入的字符，直到结束为止 
  { 
   cout.put(ch);      //输出字符 
  } 
  return 0;
}
/* 程序运行结果是： input:123 abc xyz 123 abc xyz */
getline函数
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{ 
 char ch[20];
 cout<<"输入一行字符:"<<endl;
 cin.getline(ch,21,'t');
 cout<<ch<<endl;;
 return 0;
}
/* 程序运行结果是： 输入一行字符: shdfjsfefrsdfjt shdfjsfefrsdfj */

标准IO的格式控制

输出格式控制
缓冲区控制
  • <<endl: 输出换行符, 刷新缓冲区
  • <<ends: 输出空字符, 刷新缓冲区
  • flush: 刷新缓冲区
控制bool类型格式
  • <<boolalpha: 输出true 或者 false
  • <<noboolalpha: 输出0或1
进制控制
  • <<oct: 八进制格式输出
  • <<dec: 十进制格式输出
  • <<hex: 十六进制格式输出
  • <<showbase: 输出指明进制类型, 0代表八进制,0x代表16进制
  • <<noshowbase: 输出不指明进制类型
其他常用输出格式控制
  • cout.precision(int n)或者cout<<prcision(int n): 设置浮点数打印位数为n
  • <<showwpoint: 总是打印浮点数小数点
  • <<noshowpoint: 有小数部分才打印小数点
  • <<setw(int n): 指定打印宽度为n
  • <<left'或<<right`: 设置左对齐或者右对齐(默认对齐)
  • <<setfill(char ch): 设定填充字符,默认是空格
输入格式控制
  • >>skipws: 输入跳过空白符
  • >>noskipws: 输入不跳过空白符

文件输入输出流

根据继承关系可以知道,文件输入输出流继承了iostream流类的所有成员函数,同时多了一些自身特有的成员函数和操作如下:

  • 文件流的关联
    fin.open(“test.txt”,ios::binary) //从文件读取数据
    fout.open(“test.txt”,ios::binary) //输出到文件,向文件写数据
    fboth.open(“test.txt”,ios::in|ios::out|ios::binary) //读写都可以
    或者
    ifstream fin(“test.txt”,ios::binary)
    ofstream fout(“test.txt”,ios::binary)
    fstream fboth(“test.txt”,ios::in|ios::out|ios::binary)

  • 标志位含义:
    ios::in 打开文件做读操作
    ios::out 打开文件做写操作，会删除原有数据
    ios::app 在每次写之前找到文件尾
    ios::trunc 打开文件时清空已存在的文件流
    ios::ate 打开文件后立即定位到文件末尾
    ios::binary 以二进制模式进行IO操作
    ios::nocreate： 不建立文件，所以文件不存在时打开失败
    ios::noreplace：不覆盖文件，所以打开文件时如果文件存在失败

  • 文件流的关闭: 调用close()成员函数

字符串输入输出流类

字符串流和文件流操作基本一致相同,区别在于:

  • 输出时数据不是流向外存文件，而是流向内存中的一个存储空间。输入时从内存中的存储空间读取数据,因此又称内存输入输出流类.
  • 字符串流对象关联的不是文件，而是内存中的一个存储空间，因此不需要打开和关闭文件。
    原文作者：black_kyatu
    原文地址: https://blog.csdn.net/black_kyatu/article/details/93137430
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