【C++Primer笔记】第八章 IO库

墨蓝 2022-10-29 14:23 108阅读 0赞

**从本章节开始进入第二部分：C++标准库！**

（开始艰难起来了orz）

### 文章目录 ###

*   *  IO类
     *   *  管理流的状态
         *  管理输出缓冲
     *  文件输入和输出
     *   *  使用文件流对象
         *  文件模式
     *  string流

## IO类 ##

（举例：包含`iostream`头文件后还需要写`using std::cin;`）

（要是图省事就用`using namespace std;`）

C++标准IO库：

*  包含`istream`、`ostream`、`iostream`类型
 *  包含`ifstream`、`ofstream`、`fstream`类型
 *  包含`istringstream`、`ostringstream`、`stringstream`类型

注：每个类型还有对应的宽字符版本（定义在同一头文件中，如`ifstream`对应`wifstream`类型）

类型`ifstream`和`istringstream`都\*\*继承\*\*自`istream`，因此，我们可以像使用`istream`一样使用`ifstream`和`istringstream`（如像`cin`一样用`<<`操作这些类型的对象）。`ostream`也是类似的。

*  IO对象不能拷贝或赋值。因此，进行IO操作的函数通常用**引用**方式传递和返回流。读写一个IO对象会改变其状态，所以传递和返回的引用\*\*不能是`const`\*\*的。

### 管理流的状态 ###

1.  一个流一旦发生错误，**其上**后续的操作都会失败。因此，代码在使用一个流之前应该检查它是否处于良好状态。最简单的方法是把流对象当作一个条件来使用：
    
        while (cin >> word) {...}
2.  上述方式相当于使用`!cin.fail()`当作条件。除此以外，`bad()`表示系统级错误，`eof()`表示到达文件末尾。
3.  流对象的`rdstate`成员返回一个`iostate`值，对应当前流的状态。IO库定义了四个`iostate`的`constexpr`值：`badbit`、`eofbit`、`failbit`、`goodbit`。
4.  `clear`不接受参数的版本清除所有错误位。接受参数的版本接收一个`iostate`值，表示新的流状态：
    
        cin.clear(); //使cin有效
        //复位cin的failbit位，其他位保持不变
        cin.clear(cin.rdstate() & ~cin.failbit);

### 管理输出缓冲 ###

输出时，输出内容可能立即被打印出来，也可能被保存在缓冲区中，随后再打印。

导致缓冲刷新的原因：

*  程序正常结束
 *  缓冲区满，需要刷新缓冲，后面的数据才会被写入
 *  使用如`endl`、`flush`、`ends`的操纵符**显式**刷新缓冲区
    
        cout << "Yo!" << endl; //输出Yo和一个换行，然后刷新
        cout << "Yo!" << ends; //输出Yo和一个空字符，然后刷新
        cout << "Yo!" << flush; //输出Yo，然后刷新
 *  用`unitbuf`设置流的内部状态。
    
        cout << unitbuf; //之后的所有输出操作后都会立即刷新
        cout << nounitbuf; //回到正常的缓冲方式
    
    注：`cerr`默认下是设置`unitbuf`的。
 *  一个输出流可能被关联到另一个流。当读写后者时，前者会被刷新。如，**默认情况下，`cin`和`cerr`都关联到`cout`**，因此读`cin`或写`cerr`都会导致`cout`的缓冲区被刷新。
    
    交互式系统应关联输入、输出流，使得所有输出都会在用户输入信息前被打印出来。
    
        //把cin关联到cerr，之后读cin将刷新cerr
        cin.tie(&cerr); 
        //cin.tie()返回cin关联的输出流的指针
    
    **一个流最多被关联到一个流，但多个流可以同时被关联到`ostream`。**

> 警告：**如果程序崩溃，输出缓冲区可能不会被刷新**，所输出的数据可能还停留在缓冲区等待打印！这就是为什么我们要在调试输出的语句后面加上endl！

## 文件输入和输出 ##

头文件`fstream`定义了三个类型来支持文件IO：`ifstream`读数据，`ofstream`写数据，`fstream`读写数据。

### 使用文件流对象 ###

1.  利用IO类的继承关系，我们可以使用**多态**。如：在调用有`&ostream`参数的函数时，我们可以传递给它一个`ofstream`对象。
2.  打开文件有两种方式：
    
        //方式一：infile可以是string，也可以是C风格字符数组
        ifstream in(ifile);
        //方式二：
        ofstream out;
        out.open(ifile" + ".copy");
        //检查open是否成功
        if (out) {...}
    
    如果调用`open`失败，`failbit`会被置位。**进行打开文件是否成功的检测是一个好习惯。**
3.  为了将流关联到另一个文件，**必须首先关闭已关联的文件**。
    
        in.close(); //关闭文件
        in.open(ifile + "2"); //打开另一个文件
4.  **当一个文件流对象被销毁（离开其作用域）时，与之关联的文件会被自动关闭，即`close`会被自动调用！**（例如，在循环里定义一个`ifstream`对象，则每次循环都会被创建和自动销毁）

### 文件模式 ###

> 把命令行控制台当成是文件。

*  `in`：读方式（不能用于`ofstream`对象）
 *  `out`：写方式，**默认`trunc`模式**（不能用于`ifstream`对象）
 *  `trunc`：清除文件内容（前提是设置了`out`）
 *  `app`：写操作前定位到文件末尾（**设置了`app`也就隐式设置了`out`**）
 *  `ate`：打开文件后定位到文件末尾（可用于任何对象）
 *  `binary`：用二进制方式进行IO（可用于任何对象）

默认情况下，`ifstream`使用in模式，`ofstream`使用`out`模式，`fstream`使用`in`和`out`模式。

ofstream out1(fileName); //清除文件内容
    ofstream out2(fileName, ofstream::app); //保留文件内容
    ofstream out3;
    out3.open(fileName, ofstream::app);

## string流 ##

> 把字符串看作是文件。

头文件`sstream`定义了三个类型来支持内存IO：`istringstream`从`string`**读**数据，`ostringstream`向`string`**写**数据，`stringstream`则支持双向操作。

特有操作：

*  `sstream strm`和`sstream strm(s)`：构造对象（s是字符串）
 *  `strm.str()`：返回strm中所保存的`string`拷贝
 *  `strm.str(s)`：将`string s`拷贝到strm中，无返回值

**当我们的工作是对整行进行处理，并包括处理行内的单个单词时，通常可以使用`istringstream`。**

struct PersonInfo {
    	string name;
    	vector<string> phones;
    };
    //将控制台输入的姓名和电话号码（可能一个人有多个）信息保存到结构体数组中
    string line, word;
    vector<PersonInfo> phoneList;
    while (getline(cin,line)) {
        PersonInfo temp;
        istringstream record(line); //绑定到刚读入的行
        record >> temp.name;
        while (record >> tempPhone) 
            temp.phones.push_back(tempPhone);
        phoneList.push_back(temp);
    }

相当于把一行`string`信息作为控制台信息进行读写。