一、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)使用时需要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。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”二、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三、CIO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3.1 C标准IO流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注意使用这4个流的时候必须要包含文件并引入std标准命名空间注意1cin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2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3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。回车符也无法读入例如我们使用cin无法将含空格的字符串hello world输入到string对象中12345678910#include iostream#include stringusingnamespacestd;intmain(){string s;cin s;//输入hello worldcout s endl;//输出helloreturn0;}对于含有空格的字符串我们需要使用getline函数进行读取因为getline函数只有遇到’\n’才会停止读取12345678910#include iostream#include stringusingnamespacestd;intmain(){string s;getline(cin, s);//输入hello worldcout s endl;//输出hello worldreturn0;}4cin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5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6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连续输入时vs系列编译器下在输入ctrlZ时结束123456789101112131415// 单个元素循环输入while(cina){// ...}// 多个元素循环输入while(cabc){// ...}// 整行接收while(cinstr){// ...}7istream类型对象转换为逻辑条件判断值实际上我们看到使用 while(cini) 去流中提取对象数据时调用的是operator返回值是istream类型的对象那么这里可以做逻辑条件值源自于istream的对象又调用了operator booloperator bool调用时如果接收流失败或者有结束标志则返回false12istream operator (int val);explicitoperatorbool()const;测试代码1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647classDate{friendostream operator (ostream out,constDate d);friendistream operator (istream in, Date d);public:Date(intyear 1,intmonth 1,intday 1):_year(year), _month(month), _day(day){}operatorbool(){// 这里是随意写的假设输入_year为0则结束if(_year 0)returnfalse;elsereturntrue;}private:int_year;int_month;int_day;};istream operator (istream in, Date d){in d._year d._month d._day;returnin;}ostream operator (ostream out,constDate d){out d._year d._month d._day;returnout;}// C IO流使用面向对象运算符重载的方式// 能更好的兼容自定义类型流插入和流提取intmain(){// 自定义类型则需要我们自己重载 和 Date d(2023, 5, 22);cout d endl;while(d)//operator bool()函数里面规定只要年输入为0就为false{cin d;cout d endl;;}return0;}测试3.2 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1. 定义一个文件流对象操作文件的类有以下三个ifstream ifile(只读)ofstream ofile(只写)fstream iofile(可读可写)2. 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文件常见的打开方式如下3. 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4. 关闭文件以二进制的形式操作文件以二进制的形式对文件进行写入操作123456789#include fstreamintmain(){ofstream ofs(log.txt, ios_base::out | ios_base::binary);//以二进制写入的方式打开charbuffer[] hello world——aaaaaaaaa..!!;ofs.write(buffer,sizeof(buffer));ofs.close();return0;}以二进制的形式对文件进行读取操作1234567891011121314151617intmain(){ifstream ifs(log.txt, ios_base::in | ios_base::binary);//以二进制读取的方式打开ifs.seekg(0, ifs.end);//跳转到文件末尾intlength ifs.tellg();//获取当前字符在文件当中的位置即文件的字符总数ifs.seekg(0, ifs.beg);//重新回到文件开头charbuffer[100];//读取到的数据存在buffer里面ifs.read(buffer, length);// 处理读取到的数据for(inti 0; i length; i){cout buffer[i];}cout endl;ifs.close();return0;}以二进制的形式对文件进行读取操作1234567891011121314151617intmain(){ifstream ifs(log.txt, ios_base::in | ios_base::binary);//以二进制读取的方式打开ifs.seekg(0, ifs.end);//跳转到文件末尾intlength ifs.tellg();//获取当前字符在文件当中的位置即文件的字符总数ifs.seekg(0, ifs.beg);//重新回到文件开头charbuffer[100];//读取到的数据存在buffer里面ifs.read(buffer, length);// 处理读取到的数据for(inti 0; i length; i){cout buffer[i];}cout endl;ifs.close();return0;}注意使用二进制的方式进行读取不能使用string否则程序会读取异常虽然在一个进程里面读取没有问题一个程序写入另一个程序读取就会出现问题使用二进制的方式进行操作文件很不方便一般都是使用文本的方式操作文件以文本的形式操作文件对文件的操作一般喜欢使用流的方式进行读取更加方便可以不使用类的成员的数以文本的形式对文件进行写入操作12345678intmain(){ofstream ofs(log.txt);//ofstream不指定打开方式默认以写的方式打开//使用流的方式更方便不使用类的成员函数ofs hello world——aaaaaaaaa..!!!!!!!!!11111111;ofs.close();return0;}以文本的形式对文件进行读取操作12345678910intmain(){ifstream ifs(log.txt);//ifstream默认以读的方式打开string s1;//读取到的数据存在s1里面string s2;//读取到的数据存在s2里面ifs s1 s2;//读取到空格就停下了cout s1 s2 endl;ifs.close();return0;}注意使用ofstream类对象的open函数时若不指定打开方式则默认以写的方式打开文件使用ifstream类对象的open函数时若不指定打开方式则默认以读的方式打开文件使用fstream类对象的open函数时若不指定打开方式则默认以写读的方式打开文件四、stringstream的简单介绍在C语言中如果想要将一个整形变量的数据转化为字符串格式使用itoa()函数使用sprintf()函数1234567891011intmain(){intn 123456789;chars1[32];_itoa(n, s1, 10);chars2[32];sprintf(s2,%d, n);chars3[32];sprintf(s3,%f, n);return0;}但是两个函数在转化时都得需要先给出保存结果的空间那空间要给多大呢就不太好界定而且转化格式不匹配时可能还会得到错误的结果甚至程序崩溃在C中可以使用stringstream类对象来避开此问题。在程序中如果想要使用stringstream必须要包含头文件 sstream。在该头文件下标准库三个类istringstream、ostringstream 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stringstreamstringstream主要可以用来1. 将数值类型数据格式化为字符串123456789101112131415161718192021222324252627#includesstreamintmain(){inta 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doubled 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;return0;}2. 字符串拼接12345678910111213intmain(){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;return0;}3. 序列化和反序列化结构数据1234567891011121314151617181920212223242526272829#include sstreamstructChatInfo{string _name;// 名字int_id;// idstring _msg;// 聊天信息};intmain(){// 结构信息序列化为字符串ChatInfo winfo {张三, 135246,看电影吧};ostringstream oss;oss winfo._name winfo._id winfo._msg;string str oss.str();cout str endl endl;// 我们通过网络这个字符串发送给对象实际开发中信息相对更复杂// 一般会选用Json、xml等方式进行更好的支持// 字符串解析成结构信息ChatInfo rInfo;istringstream iss(str);iss rInfo._name rInfo._id rInfo._msg;cout ------------------------------------------------------- endl;cout 姓名 rInfo._name ( rInfo._id ) endl;cout rInfo._name : rInfo._msg endl;cout ------------------------------------------------------- endl;return0;}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。
C++ 中IO流详解
一、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)使用时需要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。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”二、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三、CIO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3.1 C标准IO流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注意使用这4个流的时候必须要包含文件并引入std标准命名空间注意1cin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2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3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。回车符也无法读入例如我们使用cin无法将含空格的字符串hello world输入到string对象中12345678910#include iostream#include stringusingnamespacestd;intmain(){string s;cin s;//输入hello worldcout s endl;//输出helloreturn0;}对于含有空格的字符串我们需要使用getline函数进行读取因为getline函数只有遇到’\n’才会停止读取12345678910#include iostream#include stringusingnamespacestd;intmain(){string s;getline(cin, s);//输入hello worldcout s endl;//输出hello worldreturn0;}4cin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5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6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连续输入时vs系列编译器下在输入ctrlZ时结束123456789101112131415// 单个元素循环输入while(cina){// ...}// 多个元素循环输入while(cabc){// ...}// 整行接收while(cinstr){// ...}7istream类型对象转换为逻辑条件判断值实际上我们看到使用 while(cini) 去流中提取对象数据时调用的是operator返回值是istream类型的对象那么这里可以做逻辑条件值源自于istream的对象又调用了operator booloperator bool调用时如果接收流失败或者有结束标志则返回false12istream operator (int val);explicitoperatorbool()const;测试代码1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647classDate{friendostream operator (ostream out,constDate d);friendistream operator (istream in, Date d);public:Date(intyear 1,intmonth 1,intday 1):_year(year), _month(month), _day(day){}operatorbool(){// 这里是随意写的假设输入_year为0则结束if(_year 0)returnfalse;elsereturntrue;}private:int_year;int_month;int_day;};istream operator (istream in, Date d){in d._year d._month d._day;returnin;}ostream operator (ostream out,constDate d){out d._year d._month d._day;returnout;}// C IO流使用面向对象运算符重载的方式// 能更好的兼容自定义类型流插入和流提取intmain(){// 自定义类型则需要我们自己重载 和 Date d(2023, 5, 22);cout d endl;while(d)//operator bool()函数里面规定只要年输入为0就为false{cin d;cout d endl;;}return0;}测试3.2 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1. 定义一个文件流对象操作文件的类有以下三个ifstream ifile(只读)ofstream ofile(只写)fstream iofile(可读可写)2. 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文件常见的打开方式如下3. 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4. 关闭文件以二进制的形式操作文件以二进制的形式对文件进行写入操作123456789#include fstreamintmain(){ofstream ofs(log.txt, ios_base::out | ios_base::binary);//以二进制写入的方式打开charbuffer[] hello world——aaaaaaaaa..!!;ofs.write(buffer,sizeof(buffer));ofs.close();return0;}以二进制的形式对文件进行读取操作1234567891011121314151617intmain(){ifstream ifs(log.txt, ios_base::in | ios_base::binary);//以二进制读取的方式打开ifs.seekg(0, ifs.end);//跳转到文件末尾intlength ifs.tellg();//获取当前字符在文件当中的位置即文件的字符总数ifs.seekg(0, ifs.beg);//重新回到文件开头charbuffer[100];//读取到的数据存在buffer里面ifs.read(buffer, length);// 处理读取到的数据for(inti 0; i length; i){cout buffer[i];}cout endl;ifs.close();return0;}以二进制的形式对文件进行读取操作1234567891011121314151617intmain(){ifstream ifs(log.txt, ios_base::in | ios_base::binary);//以二进制读取的方式打开ifs.seekg(0, ifs.end);//跳转到文件末尾intlength ifs.tellg();//获取当前字符在文件当中的位置即文件的字符总数ifs.seekg(0, ifs.beg);//重新回到文件开头charbuffer[100];//读取到的数据存在buffer里面ifs.read(buffer, length);// 处理读取到的数据for(inti 0; i length; i){cout buffer[i];}cout endl;ifs.close();return0;}注意使用二进制的方式进行读取不能使用string否则程序会读取异常虽然在一个进程里面读取没有问题一个程序写入另一个程序读取就会出现问题使用二进制的方式进行操作文件很不方便一般都是使用文本的方式操作文件以文本的形式操作文件对文件的操作一般喜欢使用流的方式进行读取更加方便可以不使用类的成员的数以文本的形式对文件进行写入操作12345678intmain(){ofstream ofs(log.txt);//ofstream不指定打开方式默认以写的方式打开//使用流的方式更方便不使用类的成员函数ofs hello world——aaaaaaaaa..!!!!!!!!!11111111;ofs.close();return0;}以文本的形式对文件进行读取操作12345678910intmain(){ifstream ifs(log.txt);//ifstream默认以读的方式打开string s1;//读取到的数据存在s1里面string s2;//读取到的数据存在s2里面ifs s1 s2;//读取到空格就停下了cout s1 s2 endl;ifs.close();return0;}注意使用ofstream类对象的open函数时若不指定打开方式则默认以写的方式打开文件使用ifstream类对象的open函数时若不指定打开方式则默认以读的方式打开文件使用fstream类对象的open函数时若不指定打开方式则默认以写读的方式打开文件四、stringstream的简单介绍在C语言中如果想要将一个整形变量的数据转化为字符串格式使用itoa()函数使用sprintf()函数1234567891011intmain(){intn 123456789;chars1[32];_itoa(n, s1, 10);chars2[32];sprintf(s2,%d, n);chars3[32];sprintf(s3,%f, n);return0;}但是两个函数在转化时都得需要先给出保存结果的空间那空间要给多大呢就不太好界定而且转化格式不匹配时可能还会得到错误的结果甚至程序崩溃在C中可以使用stringstream类对象来避开此问题。在程序中如果想要使用stringstream必须要包含头文件 sstream。在该头文件下标准库三个类istringstream、ostringstream 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stringstreamstringstream主要可以用来1. 将数值类型数据格式化为字符串123456789101112131415161718192021222324252627#includesstreamintmain(){inta 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doubled 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;return0;}2. 字符串拼接12345678910111213intmain(){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;return0;}3. 序列化和反序列化结构数据1234567891011121314151617181920212223242526272829#include sstreamstructChatInfo{string _name;// 名字int_id;// idstring _msg;// 聊天信息};intmain(){// 结构信息序列化为字符串ChatInfo winfo {张三, 135246,看电影吧};ostringstream oss;oss winfo._name winfo._id winfo._msg;string str oss.str();cout str endl endl;// 我们通过网络这个字符串发送给对象实际开发中信息相对更复杂// 一般会选用Json、xml等方式进行更好的支持// 字符串解析成结构信息ChatInfo rInfo;istringstream iss(str);iss rInfo._name rInfo._id rInfo._msg;cout ------------------------------------------------------- endl;cout 姓名 rInfo._name ( rInfo._id ) endl;cout rInfo._name : rInfo._msg endl;cout ------------------------------------------------------- endl;return0;}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。
