C++ 学习笔记之(8)-IO 库

C++ 学习笔记之(8)-IO 库

IO库定义了读写内置类型值的操作。此外，一些类，如string，会自定义类似IO操作，读写本身对象

IO类

为了支持不同种类的IO处理操作，比如读写宽字符，string类，文件等，在istream和ostream之外，标准库还定义了其他一些IO类型

• 以w开头的类型用来处理wchar_t类型数据，即宽字符语言

IO对象无拷贝或赋值

• 进行IO操作的函数通常以引用方式传递和返回流

• 读写IO对象会改变其状态，故传递和返回的引用不能是const的

  ofstream out1, out2;
  out1 = out2;  // 错误：不能对流对象赋值
  ofstream print(ofstream);  // 错误：不能初始化 ofstream 参数
  out2 = print(out2);  // 错误：不能拷贝流对象

条件状态

IO类定义了一些函数和标志，用来访问和操纵流的条件状态

查询流的状态

• badbit表示系统级错误，比如不可恢复的读写错误。一旦badbit被置位，流就无法再使用
• failbit：表示可恢复错误，比如期望读取数值却读出字符等，可修正，流可以继续使用
• eofbit和failbit：表示达到文件结束为止，两个都会被置位
• goodbit值为0，表示流未发生错误

管理输出缓冲

• 每个输出流都管理一个缓冲区，用来保存程序读写的数据
• 导致缓冲刷新（即，数据真正写到输出设备或文件）的原因有很多：
  
  • 程序正常结束，作为main函数的return操作的一部分，缓冲刷新被执行
  • 缓冲区满时，需要刷新缓冲，而后新的数据才能继续写入缓冲区
  • 使用endl、flush和ends操纵符显示刷新缓冲区
  • 使用操纵符unitbuf设置流的内部状态，清空缓冲区。默认情况下，cerr是设置unitbuf的，故写到cerr的内容都是立即刷新的
  • 一个输出流可能被关联到另一个流，当读写被关联的流时，关联到的流的缓冲区会被刷新。默认cin和cerr都关联到cout，故读cin或写cerr都会导致cout的缓冲区被刷新
• 关联流使用tie函数
• 每个流同时最多关联到一个流，但多个流可以同时关联到同一个ostream

cout << "hi!" << endl;  // 输出 hi 和一个换行，然后刷新缓冲区
cout << "hi!" << flush;  // 输出 hi，然后刷新缓冲区，不附加任何额外字符
cout << "hi!" << ends;  // 输出 hi 和一个空字符，然后刷新缓冲区

cout << unitbuf;  // 开启后，所有输出操作后都会立即刷新缓冲区，无缓冲
cout << nounitbuf;  // 回到正常的缓冲方式

文件输入输出

头文件fstream定义了三个类型来支持IO，除了继承自iostream类型的行为以外，fstream还增加了一些新的成员管理与流关联的文件

使用文件流对象

使用该文件流对象，将对象与文件关联，进行文件读写操作

• open函数能将空文件流对象与文件关联起来，若调用open失败，则failbit会被置位。若想让文件流关联到另外的文件，则必须首先关闭已经关联的文件，使用close函数
• 当一个fstream对象被被销毁时，close会自动被调用

文件模式

每个流都有一个关联的 文件模式， 用来指出如何使用文件

• 只可以对ofstream或fstream对象设定out模式， 且ofstream关联文件默认以out模式打开， fstream文件默认以in和out模式打开
• 只可以对ifstream或fstream对象设定in模式， 且ifstream关联文件默认以in模式打开
• 只有当out也被设定时才可以设定trunc模式
• 只要trunc没被设定，就可以设定app模式。在app模式下，即使没有显示指定out模式，文件页以输出方式打开
• 默认情况下，以out模式打开的文件也会被截断。要保留文件内容，可以同时指定app模式或in模式
• ate和binary模式可用于任何类型的文件流对象，且可以和其他模式组合使用

文件打开时，都要设置文件模式，可显示设置，也可隐式设置。当未指定模式时，会使用默认值

string流

sstream头文件，定义了三个类型来支持内存IO， 这些类型可以向string读写数据

• sstream

结语

C++ 使用标准库类来处理面向流的输入和输出

• iostream处理控制台IO
• fstream处理命名文件IO
• sstringstream完成内存string的IO
• 类fstream和stringstream都是继承自类iostream的，输入类都继承自istream， 输出类都继承自ostream.