C++詳細講解IO流原理
1. C語言的輸入與輸出
C語言中我們用到的最頻繁的輸入輸出方式就是scanf ()與printf()。 scanf(): 從標準輸入設備(鍵盤)讀取數(shù)
據(jù),并將值存放在變量中。printf(): 將指定的文字/字符串輸出到標準輸出設備(屏幕)。注意寬度輸出和精度 輸出控制。C語言借助了相應的緩沖區(qū)來進行輸入與輸出。如下圖所示:
對輸入輸出緩沖區(qū)的理解:
1 .可以屏蔽掉低級I/O的實現(xiàn),低級I/O的實現(xiàn)依賴操作系統(tǒng)本身內核的實現(xiàn),所以如果能夠屏蔽這部分的差
異,可以很容易寫出可移植的程序。
2.可以使用這部分的內容實現(xiàn)“行”讀取的行為,對于計算機而言是沒有“行”這個概念,有了這部分,就可以
定義“行”的概念,然后解析緩沖區(qū)的內容,返回一個“行”。
簡而言之:
scanf():
從標準輸入設備(鍵盤)讀取數(shù)據(jù),并將值存放在變量中
printf():
將指定的文字/字符串輸出到標準輸出設備(屏幕)(注意寬度輸出和精度輸出控制)
C語言借助了相應的緩沖區(qū)來進行輸入與輸出
2. 流是什么
概念:
- “流”即是流動的意思,是物質從一處向另一處流動的過程,是對一種有序連續(xù)且具有方向性的數(shù)據(jù)(其單位可以是bit,byte,packet )的抽象描述
- C++流是指信息從外部輸入設備(如鍵盤)向計算機內部(如內存)輸入和從內存向外部輸出設備(顯示器)輸出的過程,這種輸入輸出的過程被形象的比喻為“流”
特性:
有序連續(xù)**、**具有方向性
注:為了實現(xiàn)這種流動,C++定義了I/O標準類庫,這些每個類都稱為流/流類,用以完成某方面的功能
3. C++IO流
C++系統(tǒng)實現(xiàn)了一個龐大的類庫,其中ios為基類,其他類都是直接或間接派生自ios類
C++標準庫提供了4個全局流對象cin、cout、cerr、clog,使用cout進行標準輸出,即數(shù)據(jù)從內存流向控制
臺(顯示器)。使用cin進行標準輸入即數(shù)據(jù)通過鍵盤輸入到程序中,同時C++標準庫還提供了cerr用來進行標 準錯誤的輸出,以及clog進行日志的輸出,從上圖可以看出,cout、cerr、clog是ostream類的三個不同的 對象,因此這三個對象現(xiàn)在基本沒有區(qū)別,只是應用場景不同。
在使用時候必須要包含文件并引入std標準命名空間。
注意:
- cin為緩沖流。鍵盤輸入的數(shù)據(jù)保存在緩沖區(qū)中,當要提取時,是從緩沖區(qū)中拿。如果一次輸入過多,會留在那兒慢慢用,如果輸入錯了,必須在回車之前修改,如果回車鍵按下就無法挽回了。只有把輸入緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)取完后,才要求輸入新的數(shù)據(jù)。
- 輸入的數(shù)據(jù)類型必須與要提取的數(shù)據(jù)類型一致,否則出錯。出錯只是在流的狀態(tài)字state中對應位置位(置1),程序繼續(xù)。
- 空格和回車都可以作為數(shù)據(jù)之間的分格符,所以多個數(shù)據(jù)可以在一行輸入,也可以分行輸入。但如果是字符型和字符串,則空格(ASCII碼為32)無法用cin輸入,字符串中也不能有空格?;剀嚪矡o法讀入。
- cin和cout可以直接輸入和輸出內置類型數(shù)據(jù),原因:標準庫已經(jīng)將所有內置類型的輸入和輸出全部重
載了:
- 對于自定義類型,如果要支持cin和cout的標準輸入輸出,需要對<<和>>進行重載。
- 在線OJ中的輸入和輸出:對于IO類型的算法,一般都需要循環(huán)輸入:
// 單個元素循環(huán)輸入 while(cin>>a) { // ... } // 多個元素循環(huán)輸入 while(c>>a>>b>>c) { // ... } // 整行接收 while(cin>>str) { // ... }
輸出:嚴格按照題目的要求進行,多一個少一個空格都不行
C++文件IO流
C++根據(jù)文件內容的數(shù)據(jù)格式分為二進制文件和文本文件
采用文件流對象操作文件的一般步驟:
定義一個文件流對象
- ifstream ifile(只輸入用)
- ofstream ofile(只輸出用)
- fstream iofile(既輸入又輸出用)
使用文件流對象的成員函數(shù)打開一個磁盤文件,使得文件流對象和磁盤文件之間建立聯(lián)系
使用提取和插入運算符對文件進行讀寫操作,或使用成員函數(shù)進行讀寫
關閉文件
#include<iostream> #include <fstream> using namespace std; // 使用文件IO流用文本及二進制方式演示讀寫配置文件 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) { // 這里注意使用二進制方式打開寫 ofstream ofs(_configfile, ifstream::out | ifstream::binary); ofs.write((const char*)&info, sizeof(ServerInfo)); ofs.close(); } void ReadBin(ServerInfo& info) { // 這里注意使用二進制方式打開讀 ifstream ifs(_configfile, ifstream::in | ifstream::binary); ifs.read((char*)&info, sizeof(ServerInfo)); ifs.close(); } void WriteText(const ServerInfo& info) { // 這里會發(fā)現(xiàn)IO流寫整形比C語言那套就簡單多了, // C 語言得先把整形itoa再寫 ofstream ofs(_configfile); ofs << info._ip << endl; ofs << info._port << endl; ofs.close(); } void ReadText(ServerInfo& info) { // 這里會發(fā)現(xiàn)IO流讀整形比C語言那套就簡單多了, // C 語言得先讀字符串,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; // 二進制讀寫 cfgMgr.WriteBin(wtinfo); cfgMgr.ReadBin(rdinfo); cout << rdinfo._ip << endl; cout << rdinfo._port << endl; // 文本讀寫 cfgMgr.WriteText(wtinfo); cfgMgr.ReadText(rdinfo); cout << rdinfo._ip << endl; cout << rdinfo._port << endl; return 0; }
注:相比于C語言方便很多,不用控制格式
4. stringstream的簡單介紹
在程序中如果想要使用stringstream,必須要包含頭文件。在該頭文件下,標準庫三個類:istringstre、ostringstream 和 stringstream,分別用來進行流的輸入、輸出和輸入輸出操作,本文主要介紹 stringstream。
stringstream主要可以用來:
- 將數(shù)值類型數(shù)據(jù)格式化為字符串
#include<sstream> int main() { int a = 12345678; string sa; // 將一個整形變量轉化為字符串,存儲到string類對象中 stringstream s; s << a; s >> sa; // clear() // 注意多次轉換時,必須使用clear將上次轉換狀態(tài)清空掉 // stringstreams在轉換結尾時(即最后一個轉換后),會將其內部狀態(tài)設置為badbit // 因此下一次轉換是必須調用clear()將狀態(tài)重置為goodbit才可以轉換 // 但是clear()不會將stringstreams底層字符串清空掉 // s.str(""); // 將stringstream底層管理string對象設置成"", // 否則多次轉換時,會將結果全部累積在底層string對象中 s.str(""); s.clear(); // 清空s, 不清空會轉化失敗 double d = 12.34; s << d; s >> sa; string sValue; sValue = s.str(); // str()方法:返回stringsteam中管理的string類型 cout << sValue << endl; return 0; }
- 字符串拼接
#include<sstream> int main() { int a = 12345678; string sa; // 將一個整形變量轉化為字符串,存儲到string類對象中 stringstream s; s << a; s >> sa; // clear() // 注意多次轉換時,必須使用clear將上次轉換狀態(tài)清空掉 // stringstreams在轉換結尾時(即最后一個轉換后),會將其內部狀態(tài)設置為badbit // 因此下一次轉換是必須調用clear()將狀態(tài)重置為goodbit才可以轉換 // 但是clear()不會將stringstreams底層字符串清空掉 // s.str(""); // 將stringstream底層管理string對象設置成"", // 否則多次轉換時,會將結果全部累積在底層string對象中 s.str(""); s.clear(); // 清空s, 不清空會轉化失敗 double d = 12.34; s << d; s >> sa; string sValue; sValue = s.str(); // str()方法:返回stringsteam中管理的string類型 cout << sValue << endl; return 0; }
注意:
- stringstream實際是在其底層維護了一個string類型的對象用來保存結果。
- 多次數(shù)據(jù)類型轉化時,一定要用clear()來清空,才能正確轉化,但clear()不會將stringstream底層的 string對象清空。
- 可以使用s. str(“”)方法將底層string對象設置為""空字符串。
- 可以使用s.str()將讓stringstream返回其底層的string對象。
- stringstream使用string類對象代替字符數(shù)組,可以避免緩沖區(qū)溢出的危險,而且其會對參數(shù)類型進 行推演,不需要格式化控制,也不會出現(xiàn)格式化失敗的風險,因此使用更方便,更安全。
到此這篇關于C++詳細講解IO流原理的文章就介紹到這了,更多相關C++ IO流內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家!