【转载】C++ IO库

本篇随笔为转载，原贴地址：《C++ Primer》第8章 IO库 学习笔记。

1.IO类

 #include <iostream>
 istream//从流中读取数据
 ostream//从流中写入数据
 iostream//读写流

 #include <fstream>//文件
 ifstream
 ofstream
 fstream

 #include <sstream>//字符串
 istringstream
 ostringstream
 iostringstream

fstream和sstream都继承于iostream,所以iostream有的操作他们都有。

另外流前面加字母w表示针对宽字符。

2.IO对象无拷贝和赋值

 ostream o1,o2;
 o1 = o2;
 ostream o3(o1);

错误，不能拷贝和赋值

因为流不能拷贝和赋值，所以流作为函数参数或者是返回值必须是引用类型，且读写一个IO对象会改变其状态，

因此传递和返回的引用不能是const的

就好像

const成员函数不可改变对象内容，同时也不可通过函数返回值改变对象内容。　所以返回指向对象的指针

或引用都会被编译器拦住的。　const指针或const引用不会改变对象内容，所以可以返回。

3.IO条件状态

 strm代表一种IO类型,流处于好的状态时这些bit位全部处于0。

 strm::iostate   iostate一种机器相关类型，提供了表达条件状态的完整功能
 strm::badbit    指出流已经崩溃
 strm::failbit   指出IO操作失败
 strm::eofbit    指出流达到了文件的末尾
 strm::goodbit   指出流处于未错误状态

 s.eof()          若流处于eofbit,返回true
 s.fail()         若流处于failbit,返回true
 s.bad()          若流处于badbit,返回true
 s.good()         若流处于有效状态,返回true
 s.clear()        将流所有状态恢复，设置为有效，返回void
 s.clear(flag)    将指定bit位恢复，设置为有效，返回void。flag类型为strm::iostate
 s.setstate(flag) 根据给定的bit标志位，将流s中对应条件状态位置位。flag类型为strm::iostate
 s.rdstate()      读取当前的状态

例子：

 #include <iostream>
 #include <fstream>

 using namespace std;

 istream& read(istream& is)
 {
     int i;
     while(is >> i && i != EOF)        
     {
         cout << i << endl;
     }
     cout << "eof:" << is.eof() << endl;
     cout << "fail:" << is.fail() << endl;
     cout << "bad:" << is.bad() << endl;
     cout << "good:" << is.good() << endl;
     cout << "rdstate " << is.rdstate() << endl;

     cout << endl;

     //is.clear();和下面等价
     is.clear(is.rdstate() & ~is.failbit & ~is.eofbit);
     //is.setstate(is.eofbit);设置了后，rdstate()结果是2

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

     cout << endl;
     cout << "rdstate " << is.rdstate() << endl;

     return  is;
 }

 int main()
 {
     read(cin);

     return ;
 }

结果，上面是未注释掉is.setstate(is.eofbit);的结果

下面是注释掉的结果：

还有一种可以保存流当前状态，清空，然后再恢复。

 auto old_state = is.rdstate( );
 is.clear( );
 is.setstate(old_state);

4.管理缓冲区

 #include <iostream>
 using namespace std;

 int main()
 {
     cout << "hi!" << endl;
     cout << "hi!" << ends;   //缓冲区插入一个字符，然后刷新
     cout << "hi!" << flush;  //刷新缓冲区，不输出任何字符
 }

5.关联输入输出缓冲区

任何试图从输入流读数据的操作都会先刷新关联的输出流。

 #include <iostream>
 using namespace std;

 int main()
 {
     int i;
     cin >> i;                    //刷新cout 和 cerr;
     ostream *old_str;    
     old_str = cin.tie(nullptr);  //解开流，传递一个空指针。返回旧解
     ostream &os = cout;          //新建一个流
     cin.tie(&os);                //绑定这个新流
     cin >> i;
     cin.tie(old_str);            //恢复以前的状态
 }

6.文件的输入和输出

头文件定义了三种IO

ifstream从文件中读取数据

ofstream向一个文件写数据

fstream可以读写

 //open:流用open和文件关联起来，如果open失败，failbit会被置位。因为open可能会失败，所以检查流是个好习惯
 //close:当将流文件关联到另外一个文件时，必须用close关闭当前的文件。

 #include <iostream>
 #include <fstream>
 #include <string>

 using namespace std;

 std::istream& read(std::istream& is, std::string& s) //不写引用就成为了副本
 {
     is >> s;
     return is;
 }

 std::ostream& print(std::ostream& os, std::string& s)//可以向iostream传递fstream,因为是派生类，不过对文件最好使用fstream
 {
     os << s;
     return os;
 }

 int main(int argc, char *argv[])
 {
     std::ifstream input(argv[]);
     std::ofstream output(argv[]);

     std::string s;
     read(input, s);
     std::cout << s << std::endl;
     print(output, s);
     std::string ss;
     //std::getline(ss, argv[1]);  读取一行
     std::cin >> ss;

     std::string ifile = "file2";
     std::ifstream in(ifile);    //新建一个文件流，并且初始化，初始化意味着open()
     std::ofstream out;
     out.open(ifile + ".copy");  //调用open()
     if(out);                    //如果流没错
     out << ss;
     out.close();                //没有close()下面error         close关闭流,一个流不能重复打开多个文件
     out.open("file");
     if(out)
         std::cout << out.good() << endl;
     else
         std::cerr << "error" << std::endl;
 } 

课后题8.5

 #include <iostream>
 #include <fstream>
 #include <string>
 #include <vector>

 using namespace std;

 int main(int argc, char *argv[])
 {
     string s;
     fstream input(argv[]);
     vector<string>ivec;

     while(!input.eof())//如果去掉if(input.fail())末尾会多输出一次
     {
         input >> s;
         if(input.fail())
         {
             cout << "fail " << endl;
             break;
         }
         ivec.push_back(s);
     }

     for(string &s : ivec)
     {
         cout << s << endl;
     }
 }

没有if(input.fail( ))检查时，末尾总是会多输出一次文件末尾的内容。

看代码，文件每次读取到s中,然后push_back(s),当文件读取到最后一次时（它自己不知道读取到最后了），push_back(s)后再次读取，

发现到达末尾了，此时s中依然存着上一次的内容，push_back(s)后退出循环，所以最后一行s被push了两次，输出时当然输出两遍了。

7.文件模式

 fstream fs("文件名", mode); //mode就是文件模式
  
 in         以读的方式打开
 out        以写的方式打开    
 app        每次写操作前均定位到末尾
 ate        打开文件后立刻定位到文件末尾
 trunc      截断文件
 binary     以二进制方式IO

<1.只对ofstream或fstream设置out模式，out模式打开会丢弃已有数据

<2.只对ifstream或fstream设置in模式

<3.只有当out也被设定时才可以设定trunc模式

<4.只要trunc模式没被设定,就可以设定app模式，在app模式下即使没有规定out也默认为out模式

<5.没有指定trunc，以out打开也会截断文件，除非指定app，或同时打开in模式

<6.ate和binary可以用于任何类型的文件流对象，且可以和其他任何文件模式组合。

<7.每次调用open都可以指定文件模式。

8.sstream流

 三个IO
 istringstream
 ostringstream
 stringstream
 特有操作
 sstream strm;       strm是一个未绑定的stringstream对象
 sstream strm(s);    strm是一个sstream对象，保存s的一个拷贝,此构造函数是explicit的
 strm.str();         返回strm所保存的string的拷贝
 strm.str(s);        将string s拷贝到strm中，返回void

使用istringstream流

istringstream读字符串时遇见空格算一个字符串，就可以读一个句子的单词。

 #include <iostream>
 #include <vector>
 #include <sstream>
 #include <string>
 #include <fstream>

 using namespace std;

 class record
 {
     public:
         string name;
         vector<string>phone;
 };

 int main(int argc, char *argv[])
 {
     ifstream input(argv[]);
     string s;
     vector<record>Info;
     while(getline(input, s))
     {
         record re;
         istringstream is(s);
         is >> re.name;
         cout << "eof" << is.eof() << endl;
         while(!is.eof())  //while(is >> s)另外一种方法,不用测试eof，且注意eof成立为1
         {
             string s;
             is >> s;
             re.phone.push_back(s);
         }
         Info.push_back(re);
     }

     for(record &rec : Info)
     {
         cout << rec.name << " ";
         for(string &ph : rec.phone)
         {
             cout << ph << " ";
         }
         cout << endl;
     }
 }

使用ostringstream流

ostringstream流里面可以保存字符串的拷贝。需要时输出。

比如检查一个字符串是否正确，正确的保存到流里，不正确的不保存，等到结束时输出全为正确的。

     string st = "asdasdasdasd";
     string st1;
     ostringstream os;
     os << " " << st<< endl;         //都写到了流里面
     os << " " << st << endl;
     cout << os.str() << endl;       //输出字符串流里面保存的字符串，返回                          字符串的拷贝
     os.str("");                     //使用前清空
     os.str(st);
     cout << os.str() << endl;        

小结：

1.iostream处理控制台IO

2.fstream处理命名文件IO

3.stringstream完成内存string的IO

4.类fstream和sstream都继承自iostream,所以iostream的操作这些类也可以。

5.每个流都有一组条件状态，保证流正确无误的使用就要保证流的状态正确无误

6.为什么可以while(cin)来判断流状态，因为cin对象中重载了bool转换操作，如operator bool()，所以cin才能够参加布尔运算.