[C/C++]C++的IO流

Lin_R 發布于2021-09-27 13:36 / 2118人閱讀

摘要：二中流的概念中的流是對一種有序連續且具有方向性的數據的抽象描述。用來進行標準錯誤的輸出。在使用時候必須要包含文件并引入標準命名空間。實際是在其底層維護了一個類型的對象用來保存結果。可以使用將讓返回其底層的對象。

?本文對比了C語言的輸入與輸出，介紹了流的概念、C++IO流以及stringstream。

一、C語言的輸入與輸出

C語言中我們最長用到的輸入輸出方式就是scanf ()與printf()。

scanf(): 從標準輸入設備(鍵盤)讀取數據，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)。

C語言借助了相應的緩沖區來進行輸入與輸出。如下圖所示：?

其中，輸入輸出緩沖區的作用：可以屏蔽掉低級I/O的實現，低級I/O的實現依賴操作系統本身內核的實現，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。
可以使用這部分的內容實現“行”讀取的行為，對于計算機而言是沒有“行”這個概念，就可以定義“行”的概念，然后解析緩沖區的內容，返回一個“行”。

二、C++中流的概念

C++中的流是對一種有序連續且具有方向性的數據的抽象描述。

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。

特點是：有序連續、具有方向性。

為了實現這種流動，C++定義了I/O標準類庫，這些每個類都稱為流/流類。

三、C++IO流

C++系統實現了一個龐大的類庫，其中ios為基類，其他類都是直接或間接派生自ios類

1.C++標準IO流

C++標準庫提供了4個全局流對象cin、cout、cerr、clog。

cout進行標準輸出，即數據從內存流向控制臺(顯示器)。

cin進行標準輸入即數據通過鍵盤輸入到程序中。

cerr用來進行標準錯誤的輸出。

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，因此這三個對象現在基本沒有區別，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。

另外：
（1）cin為緩沖流。鍵盤輸入的數據保存在緩沖區中，當要提取時，是從緩沖區中拿。只有把輸入緩沖區中的數據取完后，才要求輸入新的數據。
（2）輸入的數據類型必須與要提取的數據類型一致，否則出錯。
（3）空格和回車都可以作為數據之間的分格符，所以多個數據可以在一行輸入，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。回車符也無法讀入。
（41）cin和cout可以直接輸入和輸出內置類型數據，標準庫已經將所有內置類型的輸入和輸出全部重載了:

（5）自定義類型需要對<<和>>進行重載。

2. C++文件IO流?

C++根據文件內容的數據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：

（1） 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)】
（2） 使用文件流對象的成員函數打開一個磁盤文件
（3）使用提取和插入運算符對文件進行讀寫操作，或使用成員函數進行讀寫
（4） 關閉文件

四、stringstream

在C語言中，如果想要將一個整形變量的數據轉化為字符串格式，可以使用itoa()函數，或使用sprintf()函數。
但在轉化時，都得需要先給出保存結果的空間，空間不好界定，且轉化格式不匹配時，可能還會得到錯誤的結果甚至程序崩潰。

int main(){    int n = 123456789;    char s1[32];    _itoa(n, s1, 10);    char s2[32];    sprintf(s2, "%d", n);    char s3[32];    sprintf(s3, "%f", n);    return 0;}

在C++中，可以使用stringstream類對象來避開此問題。
使用時要包含頭文件sstream。該頭文件下，標準庫三個類：istringstream、ostringstream 和 stringstream，分別用來進行流的輸入、輸出和輸入輸出操作。
其中stringstream主要可以用來：將數值類型數據格式化為字符串，字符串拼接。

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。
多次數據類型轉化時，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類對象代替字符數組，可以避免緩沖區溢出的危險，而且其會對參數類型進
行推演，不需要格式化控制，也不會出現格式化失敗的風險。

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