IO库
1 IO类
常用的IO库类型和头文件如下表：
| 头文件 | 类型 |
|---|---|
iostream |
istream，wistream从流读取数据 |
ostream，wostream 向流写入数据 |
|
iostream，wiostream 读写流 |
|
fstream |
ifstream，wifstream 从文件读取数据 |
ostream，wofstream 向文件写入数据 |
|
fstream，wfstream 读写文件 |
|
sstream |
istringstream，wistringstream 从string读取数据 |
ostringstream，wostringstream 向string写入数据 |
|
stringstream，wstringstream 读写string |
w开头的表示宽字符类型
1.1 条件状态
| 名称 | 描述 |
|---|---|
strm::iostate |
strm是一种IO类型，在上表中已列出 |
strm::badbit |
用来指出流已经崩溃 |
strm::failbit |
用来指出一个IO操作失败了 |
strm::eofbit |
用来指出流到达了文件结束 |
strm::goodbit |
用来指出流未处于错误状态 |
s.eof() |
若流s的eofbit置位，则返回true |
s.fail() |
若流s的failbit或badbit置位，则返回true |
s.bad() |
若流s的badbit置位，则返回true |
s.good() |
若流s处于有效状态，则返回true |
s.clear() |
将流s中所有条件状态复位，将流的状态设置为有效。返回void |
s.clear(flags) |
根据给定的flag标志位，将流s中对应条件状态位复位。flag类型为strm::iostate |
s.setstate(flags) |
根据给定的flag标志位，将流s中对应条件状态位置位。flag类型为strm::iostate |
s.rdstate() |
返回流s的当前条件状态，返回类型为strm::iostate |
1.2 管理输出缓冲
每一个输出流都管理一个缓冲区，用来保存程序读写的数据。其中导致缓冲区刷新的原因有如下几种：
- 程序正常结束
- 缓冲区满时，需要刷新缓冲区，后面新来的数据才能继续写入缓冲区
- 使用操作符如endl来显示刷新缓冲
- 在每个输出操作之后，可以用操作符unitbuf设置流的内部状态，来清空缓冲区
- 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
刷新输出缓冲区操作符：flush和ends，其中flush刷新缓冲区，但不输出任何额外的字符；ends向缓冲区插入一个空字符，然后刷新缓冲区。
2 文件输入输出
头文件fstream定义了三个类型来支持文件IO：ifstream从一个给定文件读取数据，ofstream向一个给定文件写入数据，fstream可以读写给定文件
| 名称 | 描述 |
|---|---|
fstream fstrm; |
创建一个未绑定的文件流 |
fstream fstrm(s); |
创建一个fstream,并打开名为s的文件，s可以是string类型，或指向C风格字符串的指针 |
fstream fstrm(s, mode); |
创建一个fstream,并打开名为s的文件，按指定mode打开文件 |
fstrm.open(); |
打开名为s的文件，并将文件与fstrm绑定 |
fstrm.close(); |
关闭与fstrm绑定的文件。返回void |
fstrm.is_open(); |
返回一个bool值，表示与fstrm关联的文件是否打开成功并且尚未关闭 |
示例：
ifstream in(ifile); //创建一个ifstream并打开给定文件
ofstream out; //输出文件流
out.open(ifile + ".txt"); //打开指定文件
2.1 文件模式
| 操作 | 描述 |
|---|---|
in |
以读方式打开文件 |
out |
以写方式打开文件 |
app |
每次写操作前均定位到文件末尾 |
ate |
打开文件后立即定位到文件末尾 |
trunc |
截断文件 |
binary |
以二进制方式进行IO |
指定文件模式有如下限制：
- 只可以对
ofstream或fstream对象设定out模式 - 只可以对
ifstream或fstream对象设定in模式 - 只有当out也被设定时，才可设定trunc模式
- ate和binary模式可用于任何类型的文件流对象，且可以与其他任何文件模式组合使用
- 只要trunc没有被设定。就可以设定app模式。在app模式下即使没有显式指定out模式，文件也总是以输出方式被打开。
- 即使没有指定trunc，以out模式打开的文件也会被截断，因此为保留此时的内容，必须同时指定app模式，这样数据将追加写到文件末尾
Tips：当打开一个ofstream时文件的内容会被丢弃，因此此时必须显式指定app或in模式
示例如下：
//文件内容会被截断
ofstream app("file2");
ofstream app("file2", ofstream::out);
//文件内容保留
ofstream app("file2", ofstream::app);
ofstream app("file2", ofstream::out | ofstream::app);
3 string流
| 名称 | 描述 |
|---|---|
sstream strm; |
strm是一个未绑定的stringstream对象。sstream是头文件sstream中定义的一个类型 |
sstream strm(s); |
strm是一个sstream对象，保存string s的一个拷贝 |
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 |
3.1 使用istringstream
示例如下：
现有一个这样的文件，其输入格式如下：
morgan 2015552368 8625550123
drew 9735550130
lee 6095550132 2015550175 8005550000
首先定义一个简单的类来描述输入数据：
struct PersonInfo{
string name;
vector<string> phones;
}
读取信息的实例函数如下：
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string line，word； //分别保存来自输入的一行和单词
vector<PersonInfo> people; //保存来自输入的所有记录
while (getline(cin, line)){ //逐行从输入读取数据，直到遇到文件末尾
PersonInfo info; //创建一个保存此记录数据的对象
istringstream record(line); //将记录绑定到刚读入的行
record >> info.name; //读取名字
while(record >> word) //读取电话号码
{
info.phones.push_back(word);//保持它们
}
people.push_back(info); //将此记录追加到people末尾
}
这里的istringstream将getline读取的文本进行绑定，然后在istringstream上使用输入运算符来读取当前记录中的每个元素，即元素之间以空格为区分。
3.2 使用ostringstream
对于上例，现将每个人的电话打印出来，但是不希望输出无效电话号码的人，因此需要进行验证。此时可以先将要输出的内容“写入”到一个内存ostringstream中，其代码如下：
for(const auto &entry : people) //对people中的每一项
{
ostringstream formatted,badNums; //每个循环步创建的对象
for(const auto &num : entry.phones) //对每个数
{
if(!valid(nums))
{
badNums << " " << nums; //将数的字符串形式存入badNums
}
else
formatted << " " << format(num); //将格式化的字符串“写入”formatted
}
if(bad.Nums.str().empty()) //没有错误的数
//打印名字和格式化的数
os << entry.name << " " << formatted.str() << endl;
else//打印名字和错误的数
ceer << "input error: " << entry.name
<< " invalid number(s)" << badNums.str() << endl;
}