C++ IO操作API及注意事项(包含一个日志类的实现)

C++是一个抽象程度比C高很多的语言，在使用C++时，编译器做了很多工作，如果我们不对C++的某些特性的实现机制进行了解，那么编程时也许会有很多疑惑，我们也许知道怎样做才是正确的，但不知道为什么要这样做，所以，学习C++时，尽量多了解下底层实现机制，多看看操作系统相关方面的知识，对我们无论是学习某个编程语言，还是弄懂程序的运行原理都是非常有益的。IO操作是属于操作系统的，并不是属于C++的，C++只是提供了一个IO操作的编程接口的标准，不同的操作系统可能有着不同的IO操作接口，但是都可以根据这些操作提供一个符合C++ IO标准的库，这样就可以在不同的操作系统上，使用C++ 统一的IO操作。

C++ IO类之间的关系

头文件 类型

iostream istream,wistream 从流中读取数据,w开头的针对wchar_t类型的

iostream ostream,wostream 向流写入数据

iostream iostream,wiostream 读写流

fstream ifstream,wifstream

fstream ofstream,wofstream

fstream fstream,wfstream

sstream istringstream,wistringstream

sstream ostringstream,wostringstream

sstream stringstream,wstringstream

输入流均继承自istream,输出流均继承自ostream,

IO对象无拷贝或赋值

ofstream out1,out2,

out1=out2; //错误，不能对IO对象赋值

ofstream out3(out2); //错误，不能用IO对象初始化IO对象

IO对象有条件状态

badbit 代表流已崩溃

failbit 代表IO操作失败

eofbit 代表流达到文件尾

goodbit 代表流未出错

s.eof() 若eofbit置位则返回true

s.fail()

s.bad()

s.good()

s.clear() 将流中所有条件状态位复位，使流有效，返回值为void

s.clear(flags) 根据flags将条件状态位置位 cin.clear(cin.rdstate() & ~cin.faibit & ~cin.badbit) 将failbit和badbit复位

s.setstate(flags) 设置流的状态

s.rdstate() 返 回流的当前状态 返回类型为strm::iostate

IO操作

#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
int main()
{
    ofstream myfile;
    myfile.open("example.txt");
    myfile<<"this is a statement!\n";
    myfile.close();
    return 0;
}

open (filename,mode)

文件模式

ios::in 以读的方式打开

ios::out 以写的方式打开

ios::app 以追加的方式打开，每次写操作均定位到文件末尾

ios::ate 打开文件后，立即定位到文件末尾

ios::trunc 截断文件

ios::binary 以二进制方式进行IO

out模式只能对ofstream或fstream设定

in模式只能对ifstream或fstream设定

默认情况下以out模式打开的文件同时包含trunc模式,即输出流若没指定app模式，文件中的内容会被清空。

app和ate模式有很大的区别，具体区别看这里

is_open() 可以用来判断打开文件是否成功，成功返回true;

设置流指针的位置

• 获得位置
  
  streampos tellg(); //g代表该函数的操作对象是输入流，
  
  streampos tellp(); //p代表该函数的操作对象是输出流

• 设置位置
  
  seekg(position);
  
  seekp(position);
  
  seekg(offset,direction); //相对于direction方向的偏移量，可以为：ios::end, ios::beg, ios::cur
  
  seekp(offset,direction);

ios::beg offset counted from the beginning of the stream

ios::cur offset counted from the current position

ios::end offset counted from the end of the stream

#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;

int main () {
  streampos begin,end;
  ifstream myfile ("example.bin", ios::binary);
  begin = myfile.tellg();
  myfile.seekg (0, ios::end);
  end = myfile.tellg();
  myfile.close();
  cout << "size is: " << (end-begin) << " bytes.\n";
  return 0;
} 

read和write

read(memblock,size);

write(memblock,size);

#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;

int main () {
  streampos size;
  char * memblock;

  ifstream file ("example.bin", ios::in|ios::binary|ios::ate);
  if (file.is_open())
  {
    size = file.tellg();
    memblock = new char [size];
    file.seekg (0, ios::beg);
    file.read (memblock, size);
    file.close();

    cout << "the entire file content is in memory";

    delete[] memblock;
  }
  else cout << "Unable to open file";
  return 0;
}

getline()

  输入流对象调用的函数
  #include <fstream>
  istream& getline( char* buffer, streamsize num );
  istream& getline( char* buffer, streamsize num, char delim );

  #include <string>
  istream& getline( istream& is, string& s, char delimiter = '\n' );
    

#include <iostream>
#define MAX 100
using namespace std;
int main()
{
    char cstr[MAX];
    string str;
    cin.getline(cstr,MAX);
    cout<<cstr<<endl;
    getline(cin,str);
    cout<<str<<endl;
    return 0;
}

自己实现一个日志类

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <memory>
#include <ctime>
using namespace std;

class EasyLog{
public:
    static EasyLog* getInstance(){
        if(_instance==NULL){
            _instance=new EasyLog();
        }
        return _instance;
    }
    void Log(const string &str,const string& filepath);
private:
    EasyLog(){}
    virtual ~EasyLog(){delete _instance;}
    static EasyLog* _instance;
};

EasyLog* EasyLog::_instance;
void EasyLog::Log(const string& str,const string& filepath){
    time_t t;
    t=time(0);
    char tmp[100];
    strftime(tmp,sizeof(tmp),"[%Y.%m.%d %X %A]",localtime(&t));
    ofstream out(filepath,ios::app);
    out<<tmp<<" : "<<str<<endl;
    out.close();
    return ;
}

int main(){
    EasyLog::getInstance()->Log("This is a test statement","log.txt");
    return 0;
}