I/O流的概念和流类库的结构
概念:
程序的输入指的是从输入文件将数据传送给程序,程序的输出指的是从程序将数据传送给输出文件。
C++输入输出包含以下三个方面的内容:
1.对系统指定的标准设备的输入和输出。即从键盘输入数据,输出到显示器屏幕。这种输入输出称为标准的输入输出,简称标准I/O。
2.以外存磁盘文件为对象进行输入和输出,即从磁盘文件输入数据,数据输出到磁盘文件。以外存文件为对象的输入输出称为文件的输入输出,简称文件I/O。
3.对内存中指定的空间进行输入和输出。通常指定一个字符数组作为存储空间(实际上可以利用该空间存储任何信息)。这种输入和输出称为字符串输入输出,简称串I/O。
C++的I/O对C的发展--类型安全和可扩展性
在C语言中,用printf和scanf进行输入输出,往往不能保证所输入输出的数据是可靠的安全的。在C++的输入输出中,编译系统对数据类型进行严格的检查,凡是类型不正确的数据都不可能通过编译。因此C++的I/O操作是类型安全(type safe)的。C++的I/O操作是可扩展的,不仅可以用来输入输出标准类型的数据,也可以用于用户自定义类型的数据。
C++通过I/O类库来实现丰富的I/O功能。这样使C++的输人输出明显地优于C 语言中的printf和scanf,但是也为之付出了代价,C++的I/O系统变得比较复杂,要掌握许多细节。
C++编译系统提供了用于输入输出的iostream类库。iostream这个单词是由3个部 分组成的,即i-o-stream,意为输入输出流。在iostream类库中包含许多用于输入输出的 类。常用的见表
ios是抽象基类,由它派生出istream类和ostream类,两个类名中第1个字母i和o分别代表输入(input)和输出(output)。 istream类支持输入操作,ostream类支持输出操作, iostream类支持输入输出操作。iostream类是从istream类和ostream类通过多重继承而派生的类。其继承层次见上图表示。
C++对文件的输入输出需要用ifstrcam和ofstream类,两个类名中第1个字母i和o分别代表输入和输出,第2个字母f代表文件 (file)。ifstream支持对文件的输入操作, ofstream支持对文件的输出操作。类ifstream继承了类istream,类ofstream继承了类ostream,类fstream继承了 类iostream。见图
与iostream类库有关的头文件
iostream类库中不同的类的声明被放在不同的头文件中,用户在自己的程序中用#include命令包含了有关的头文件就相当于在本程序中声明了所需 要用到的类。可以换 —种说法:头文件是程序与类库的接口,iostream类库的接口分别由不同的头文件来实现。常用的有
- iostream 包含了对输入输出流进行操作所需的基本信息。
- fstream 用于用户管理的文件的I/O操作。
- strstream 用于字符串流I/O。
- stdiostream 用于混合使用C和C + +的I/O机制时,例如想将C程序转变为C++程序。
- iomanip 在使用格式化I/O时应包含此头文件。
在iostream头文件中定义的流对象
在 iostream 头文件中定义的类有 ios,istream,ostream,iostream,istream _withassign, ostream_withassign,iostream_withassign 等。
在iostream头文件中不仅定义了有关的类,还定义了4种流对象,
对象 |
含义 |
对应设备 |
对应的类 |
c语言中相应的标准文件 |
cin |
标准输入流 |
键盘 |
istream_withassign |
stdin |
cout |
标准输出流 |
屏幕 |
ostream_withassign |
stdout |
cerr |
标准错误流 |
屏幕 |
ostream_withassign |
stderr |
clog |
标准错误流 |
屏幕 |
ostream_withassign |
stderr |
在iostream头文件中定义以上4个流对象用以下的形式(以cout为例):
ostream cout ( stdout);
在定义cout为ostream流类对象时,把标准输出设备stdout作为参数,这样它就与标准输出设备(显示器)联系起来,如果有
cout <<3;
就会在显示器的屏幕上输出3。
在iostream头文件中重载运算符
“<<”和“>>”本来在C++中是被定义为左位移运算符和右位移运算符的,由于在iostream头文件中对它们进行了重载, 使它们能用作标准类型数据的输入和输出运算符。所以,在用它们的程序中必须用#include命令把iostream包含到程序中。
#include <iostream>
1) >>a表示将数据放入a对象中。
2) <<a表示将a对象中存储的数据拿出。
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