实验 7：流类库与输入输出

一、实验目的

理解流的概念
熟悉流类库中常用的类及成员函数用法
熟悉 I/O 格式控制方法，掌握常用格式控制
了解文件 I/O，掌握文件 I/O 基本用法

二、实验准备

结合第 11 章教材、课件，复习/学习如下内容：

基础知识
- 流是什么？如何理解？
- C++中 I/O 是通过什么来实现的？
- 常用 I/O 流类的继承/派生层次关系
- 预定义标准流对象 cin, cout, cerr, clog
C++中格式化 I/O 方法
文件 I/O 方法及常用成员函数

三、实验内容

基础练习
- 教材习题 11-7
- 教材习题 11-3
- 教材习题 11-4
应用练习
- 已知有班级名单文件 list.txt（见实验 7 附件包）。编写一个应用程序实现随机抽点
  5 位同学，在屏幕上显示结果，同时，也将结果写入文件 roll.txt。
  - 编写程序实现题目基本功能要求。（必做）
  - (******选做******）
    对①中实现的基本功能进行完善、扩充，使得这个点名应用程序更灵活、更方便。比如：
    - 从键盘输入班级文件名，支持对不同班级的点名操作；
    - 从键盘输入用于保存点名结果的文件名。更灵活地，自动获取当前系统日期作为文件名，比如 20180612.txt。（如果希望更细粒度，文件名可以到小时和分钟这一层级）；
    - 随机抽点人数不固定，通过键盘按键控制何时抽点结束；
    - 通过菜单及程序的函数模块划分，或类的设计与实现，做成一个更完善的应用，等等。
- 统计英文文本文件字符数、单词数、行数，文件名由键盘输入。
  - 编写 C++程序实现题目基本功能要求。（必做）
  - ******选做******
    - 提供菜单，由用户选择统计内容；
    - 思考当文本内容数量级偏大，①处已实现的程序能否胜任，实现快速统计？在算法和处理逻辑上是否存在进一步改进的部分?

四、实验步骤

4.1 基础练习

4.1.1 11-7

注释:

#include <iostream>
using namespace ::std;
int main() {
ios_base::fmtflags original_flags = cout.flags(); //保存cout参数设置 
cout<< 812<<'|';
cout.setf(ios_base::left,ios_base::adjustfield); //设置cout的对齐方式为左对齐 
cout.width(10); //将cout宽度改为10 
cout<< 813 << 815 << '/n';
cout.unsetf(ios_base::adjustfield); //取消cout对齐方式的设置 
cout.precision(2);// 设置浮点数输出的精度值 
cout.setf(ios_base::uppercase|ios_base::scientific); //设置浮点数的显示参数 
cout << 831.0 ;
cout.flags(original_flags); //恢复cout原参数设置 
return 0;
}

Screenshot:

4.1.2 11-3

Code:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main(){
ofstream fout("test1.txt");
fout<<"已成功写入文件！";
fout.close();
return 0; 
}

演示：

4.1.3 11-4

Code:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main(){
ifstream fin("test1.txt");
string tmp;
getline(fin,tmp);
cout<<tmp;
fin.close();
system("pause");
return 0; 
}

演示：

4.2 应用练习

4.2.1

①：必做部分：

#include<bits/stdc++.h>
#define rap(a,b) for(int a=0;a<b;++a)
using namespace std;
struct stu{
int num;
string stuid,name,cls;
}tmp;
ostream &operator <<(ostream &o,const stu &tmp){
o<<tmp.num<<" "<<tmp.stuid<<" "<<tmp.name<<" "<<tmp.cls<<endl;
return o;
}
ifstream fin;
int main(){
ifstream fin("list.txt");
vector<stu>a;
while(fin>>tmp.num>>tmp.stuid>>tmp.name>>tmp.cls){
    a.push_back(tmp);
}
//cout<<a.size();
fin.close();
ofstream fout("roll.txt");
srand((unsigned)time(NULL)); 
rap(i,5){
    int tmp2=rand()%a.size();
    cout<<a[tmp2];
    fout<<a[tmp2];  
}
fout.close();
return 0;
}

控制台窗口运行结果：

运行文件夹及文件截图：

②：选做部分
实现功能：通过输入班级序号选择班级进行点名，通过ENTER键控制点名数量，通过时间或用户输入的字符串保存文件：
Code:

#include<bits/stdc++.h>
#define rap(a,b) for(int a=0;a<b;++a)
using namespace std;
struct stu{
int num;
string stuid,name,cls;
}tmp;
ostream &operator <<(ostream &o,const stu &tmp){
o<<tmp.num<<" "<<tmp.stuid<<" "<<tmp.name<<" "<<tmp.cls<<endl;
return o;
}
int cmp(const stu &a,const stu  &b){
return a.cls>b.cls;
}
void callbyclass(vector<stu>a,vector<stu>*res){
int sz=a.size();
sort(a.begin(),a.end(),cmp);
vector<int>clsidx; 
string tmp=a[0].cls;
clsidx.push_back(0);
rap(i,sz){
    if(a[i].cls!=tmp){
        clsidx.push_back(i);
        tmp=a[i].cls;
    }
}
clsidx.push_back(sz);
cout<<"Class:"<<endl;
rap(i,clsidx.size()-1)cout<<i+1<<" : "<<a[clsidx[i]].cls<<endl;
cout<<"Please Choose Class num to call student"<<endl;
int idx;
cin>>idx;
while(idx>clsidx.size()){
    cout<<"Wrong Class number, plz choose again!"<<endl;
    cin>>idx;
}
getchar();
do{
    int t=rand()%(clsidx[idx]-clsidx[idx-1]);
    cout<<a[t+clsidx[idx-1]];
    res->push_back(a[t+clsidx[idx-1]]);
}while(getchar()=='\n');
} 
int main(){
time_t t = time(0);
ifstream fin("list.txt");
vector<stu>a;
while(fin>>tmp.num>>tmp.stuid>>tmp.name>>tmp.cls){
    a.push_back(tmp);
}
fin.close();
srand((unsigned)time(NULL));
vector<stu>res;
callbyclass(a,&res);
cout<<"Save by time enter 1, by your desired string enter 2.\n";
int tmp;
cin>>tmp;
if(tmp==1)
{
    char ch[64];
    strftime(ch, sizeof(ch), "%Y%m%d%H%M%S.txt", localtime(&t)); 
    ofstream fout(ch);
    rap(i,res.size())fout<<res[i];
    fout.close();
}
else if(tmp==2){
    string n;
    cout<<"\nPlz enter your filename:"<<endl;
    cin>>n;
    ofstream fout(n.c_str());
    rap(i,res.size())fout<<res[i];
    fout.close();
}
return 0;
}

演示效果如下：

4.2.2

① 必做部分：
算法思路：利用getline函数读入每一行，每一行得到的 string.size() 即为每行字符数量，利用 strtok 分割文本得到单词数。
Code:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const char de[]={'"',',',' ','.','\0','!','?','-','(',')','#','/',':'};
int main(){
cout<<"Please Enter filname:\n";
string filename;
cin>>filename;
ifstream fin(filename.c_str());
string line;
long long linenum=0,chnum=0,wordnum=0;
while(getline(fin,line)){
    char *tmp=new char[line.length()+1];
    strcpy(tmp,line.c_str());
    char *tmp2;
    tmp2=strtok(tmp,de);
    if(tmp2!="")wordnum++;
    while((tmp2=strtok(NULL,de)))wordnum++;
    linenum++;
    chnum+=line.size();
}
cout<<"行数："<<linenum<<" 字符数："<<chnum<<" 单词数："<<wordnum;
fin.close();
return 0;
}

测试文件1（233.txt）：
测试文件2 （bible.txt）：