C ++オブジェクト指向プログラミングの研究ノート（8）

C ++クラスライブラリの入出力ストリーム

C ++フローの概要

C ++入出力ストリーム

C ++、抽象化の目的にソースからのデータの流れを意味し、それはデータの生産者と消費者との間のリンクを確立する責任があり、データの流れを管理する
ストリームから抽出データへの入力操作と呼ばれます、呼ばれるデータストリーム出力動作を追加

C ++でのOは、バイトストリームの形で実装され、ファイルや文字列も注文したバイトストリームと考えることができ、およびストリームファイルには、文字列ストリームと呼ばれます

C ++ではI / Oストリームライブラリは、オブジェクトクラス定義のストリームは、ストリームと呼ばれるオブジェクト、ストリーミングクラスと呼ばれ、入力と出力のための多くのクラスが含まれています

ストリームオブジェクトの入力と出力

C ++コンパイラシステムは、入力および出力iostreamライブラリを提供する
共通ヘッダファイルが持っています

iostream //包含了对输入输出流进行操作所需的基本信息，使用cin、cout等流对象进行针对标准设备的I/O操作时，需包含此头文件
fstream  //用于用户管理文件的I/O操作。使用文件流对象进行针对磁盘文件的操作时，需包含此头文件
strstream//用于字符串流的I/O操作。使用字符串流对象进行针对内存字符串空间的I/O操作时，需包含此头文件
iomanip  //用于输入输出的格式控制。在使用setw、fixed等大多数操作符进行格式控制时，需包含此头文件

入力と出力ストリームクラスの場合

一般的に使用されるI / Oストリームクラスライブラリ

クラス名	説明	ヘッダ
IOS	フローベースクラス	iostream
istream	入力ストリームおよび他の入力ストリームクラスの汎用基底クラス	iostream
ostreamに	出力ストリームクラスジェネリック基底クラスと他の出力ストリーム	iostream
iostream	基底クラス汎用入出力ストリームクラスおよび他の入力および出力ストリーム	iostream
ifstream	ファイルストリームクラスを入力します。	fstreamの
ofstreamの	出力ファイルストリームクラス	fstreamの
fstreamの	入力と出力ファイルストリームクラス	fstreamの
istrstream	入力された文字列ストリームクラス	strstreamの
ostrstream	出力文字列ストリームクラス	strstreamの
strstreamの	文字列の入力と出力ストリームクラス	strstreamの

事前定義されたストリームオブジェクト

ストリームは、ストリーム・オブジェクトと呼ばれる入力装置に関連付けられた入力ストリームオブジェクト、出力装置に関連付けられたストリームオブジェクトを出力ストリームオブジェクトと呼ばれ、ストリームオブジェクトクラス定義と呼ばれるオブジェクト

C ++は、標準的な入力ストリームオブジェクトCIN、標準出力ストリームオブジェクトCOUTが含まれ、標準誤差および緩衝ストリームオブジェクトの標準誤差CERRバッファなしストリームオブジェクトストリームオブジェクトは、事前に定義されたのように詰まります

バッファがフルまたは表示装置ENDLへの出力の場合であるときCERRと詰まり、関連する出力表示装置に直接関係せずCERRバッファ、バッファ内の情報格納された目詰まりの差が、あります

出力ストリームの入力メンバ関数

COUTと挿入オペレータ以外C ++プログラムは、「<<」入力CINと出力、および実装抽出演算子「>>」を達成するために、まだいくつかのメンバ関数があります

プット機能

文字を出力するための機能を入れて、次のフォーマットcout.put(char c)

例

cout.put('A');
cout<<'A'; 

输出结果为
AA

機能を取得

文字が空白拒否し、デフォルトの場合、get関数、空白文字を含むことができるデータを読み込むときにことを除いて、抽出操作、同様の「>>」機能-抽出演算子を取得
形式をcin.get(ch)

文字が（空白を含む）入力ストリームから読み取られるように成功非ゼロを返し、文字変数CHに割り当てられ、作用、故障値0を返す
例

char a,b;
cin>>a;
cin.get(b);
cout<<a<<' '<<b<<endl;

当输入aa时，文件输出
a a

getlineの機能

getlineの呼び出しフォーム

cin.getline(字符数组,字符个数n,终止标示符);
或
cin.getline(字符指针,字符个数n,终止标示符);

終了文字、「\ n」は最後に挿入された終了フラグ列の入力の早期終了を指定読み取り、その間に遭遇するポインタの対応する文字または文字列に割り当てられた入力ストリームからの読み出しのn-1文字

注
1.cin.getlineは、入力文字データに使用すること
を含め、スペースを含む2.cin.getlineは、一連の文字に読み込むことができ、

例

char s[100005];
cin.getline(s,10); //输入:aahcihbiuah
cout<<s<<endl;     //输出:aahcihbiu
cin.getline(s,5,'\0');  //输入:123456
cout<<s<<endl;          //输出:1234
cin.getline(s,5,'2');  //输入:123456
cout<<s<<endl;          //输出:1
cin.getline(s,13,'a');  //输入:123456789 1234
cout<<s<<endl;          //输出:123456789 12

機能を無視

形でコールcin.ignore(n,终止字符)
関数が無視するとき、スキップ、入力ストリームn文字（デフォルトは1である）機能、または指定した終了文字の早期終了の場合には（デフォルトはEOFです）

例

char s[100005];
cin.ignore(10); //输入:aahcihbiuah
cin>>s;
cout<<s<<endl;  //输出:h
cin.ignore(10,'h'); //输入:aahcihbiuah
cin>>s;
cout<<s<<endl;  //输出:cihbiuah

入力と出力の定義済みの型

入力及び出力手段の所定のタイプの事前定義標準C ++型O

オペレータの挿入と抽出演算子

一般的な使用形式

cin>>变量;    //输入
cout<<变量;   //输出

「<<」演算子を挿入

入出力ストリームが過負荷になっている中で、プロトタイプがあり、左シフト演算そのもの「<<」演算子を挿入

ostream &operator<<(ostream &类型名)

抽出演算子「>>」

抽出演算子「>>」自体は右シフト演算子はiostreamの中でオーバーロードされている、プロトタイプは

istream &operator>>(istream &类型名)

注：
デフォルトでは、演算子「>>」空白をスキップします

入力フォーマット制御出力

C ++は、制御方法の入力及び出力フォーマットの2種類提供する
マニピュレータ制御フォーマットと呼ばれるクラスIOS関連形式の流量制御部材の機能を使用して制御プログレッシブフォーマットと他の機能の特殊なタイプを使用することです

フロー制御メンバ関数を使用してフォーマット

入力及び出力部材機能のフロー制御のため

ストリームのメンバ関数	機能
setfの（旗）	セットステータスフラグ
unsetf（フラグ）	明らかに状態フラグ
幅（N）	nビットのフィールドを設定幅フィールド、
塗りつぶし（char型CH）	セットフィル文字ch
精度（N）	小数点形式通常のn中のnビットの設定実際の精度は、有効なデジタル出力、固定（小数点の固定数）または科学（指数）を表す場合、N小数点の形式で出力を表します

ステータスフラグを追加するために、前者を参照して、列挙値としてIOSクラスで定義される「IOSが::」

状態フラグ	機能	入力/出力
イオス:: skipws	入力の空白をスキップ	エントリー
イオス::左	広いフィールド内で左詰めの出力データ	エントリー
イオス::右	広いフィールド内の右寄せの出力データ	エントリー
イオス::内部	データシンボルビットは、データシンボルと充填材と詰め、右詰めデータ自体を、左	エントリー
イオス:: 12月	整数ベースセット10	入力/出力
イオス:: 10月	カーディナリティの整数を設定するための8	入力/出力
イオス::進	整数ベース16を設定します	入力/出力
イオス:: showbase	出力シンボル表示基数整数（8進数0開始、0xで進開始）	入力/出力
イオス:: showpoint	小数点を持つ場合には浮動小数点数	輸出
イオス::大文字	E科学表記形式と大文字の文字を使用するときに進出力で発現	輸出
イオス:: showpos	正の整数の前に「+」記号	輸出
イオス::科学	科学的表記法を使用して浮動小数点数を表示します	輸出
イオス::固定	浮動小数点形式の表示	輸出
イオス:: unitbuf	すべての出力動作が完了した直後に流れ、リフレッシュ	輸出
イオス:: stdioの	直ちに運転終了後のリフレッシュstdoutとstderr出力	輸出

1.セット状態の一般的なフォーマットを示しています

流对象.setf(ios::状态标志);

注：
状態フラグので1がクラスIOSの列挙値として定義されているので、フロント参照追加するとき、「IOSを::」
2セット複数マーキング、中間体を使用することができる、またはオペレータ「|」を分離

2.クリアマークは状態の一般的なフォーマットであります

流对象.unsetf(ios::状态标志);

広視野のための一般的なフォーマットを設定します。3.

流对象.width(int n);

注：広視野は、幅0、デフォルトのドメインに、各操作の後、操作のために一度だけ有効あたりの広視野復帰を提供しました

4.設定精度本当の一般的な形式です

流对象.width(int n);

小数点形式通常のn中のnビットの設定実際の精度は、有効なデジタル出力、固定（小数点の固定数）または科学（指数）を表す場合、N小数点の形式で出力を表します

例：

    cout.setf(ios::right | ios::fixed);
    cout.width(10);
    cout<<"1234"<<endl; //域宽为10
    cout<<"1234"<<endl; //域宽为0
    double PI=acos(-1.0);
    cout.precision(10);
    cout<<PI<<endl; //固定小数位数形式
    cout.unsetf(ios::fixed);
    cout<<PI<<endl; //普通十进制小数形式
    cout.setf(ios::scientific);
    cout<<PI<<endl; //指数形式

    输出结果
              1234
    1234
    3.1415926536
    3.141592654
    3.1415926536e+000

5.填充字符的一般格式为

流对象.fill(char c);

作用为当域宽不满时输出字符c来填充，默认状态下为空格

例：

    cout.setf(ios::right | ios::fixed);
    cout.width(10);
    cout.fill('c');
    cout<<1<<endl;

    输出结果
    ccccccccc1

使用操纵符进行格式控制

C++除了可以使用ios类中有关格式控制的流成员函数进行格式控制，还可以使用称为操纵符的特殊类型函数进行格式控制。

所有不带形参的操纵符都定义在头文件iostream.h上，带形参的则定义在头文件iomanip.h上

C++预定义的操纵符

操纵符	功能	输入/输出
ws	跳过输入开头的空白符	输入
endl	输出换行符并刷新输出流	输出
ends	插入一个空字符null	输出
flush	刷新输出流	输出
dec	设置整数基数为10	输入/输出
oct	设置整数基数为8	输入/输出
hex	设置整数基数为16	输入/输出
setbase(n)	设置整数基数为n(n=0,8,10,16),默认为0，即以十进制输出	输入/输出
setfill(c)	设置填充字符c，默认为空格	输出
setprecision(n)	设置实数精度为n位，在普通十进制小数形式输出时n代表有效数字，在fixed(固定小数位数)或scientific(指数)形式输出时n代表小数位数	输出
setw(n)	设置字段域宽为n位	输出
setiosflags(f)	设置状态标志f	输入/输出
resetiosflags(f)	清除状态标志f	输入/输出

操纵符	功能
setiosflags(ios::left)	输出数据在本域宽范围内左对齐
setiosflags(ios::right)	输出数据在本域宽范围内右对齐
setiosflags(ios::fixed)	用定点格式显示浮点数
setiosflags(ios::scientific)	用科学表示法显示浮点数
setiosflags(ios::showpos)	正整数前显示'+'符号
setiosflags(ios::uppercase)	以科学表示法格式E和以十六进制输出字符时用大写表示

例

    cout<<setw(10)<<1234<<2345<<endl;
    cout<<setprecision(10)<<setiosflags(ios::fixed)<<acos(-1.0)<<endl;
    cout<<setprecision(10)<<acos(-1.0)<<endl;
    cout<<setprecision(10)<<resetiosflags(ios::fixed)<<acos(-1.0)<<endl;
    cout<<setw(10)<<setfill('c')<<1234<<endl;
    

    输出结果
          12342345
    3.1415926536
    3.1415926536
    3.141592654
    cccccc1234

使用用户自定义操纵符进行格式控制

如为输出流定义操纵符函数，形式如下

ostream &操纵符名 (ostream &stream)
{
    自定义代码
    return stream;
}

如为输如流定义操纵符函数，形式如下

istream &操纵符名 (istream &stream)
{
    自定义代码
    return stream;
}

例

ostream &outputd(ostream &stream)
{
    stream<<setprecision(10)<<setiosflags(ios::fixed);
    return stream;
}
int main()
{
    cout<<outputd<<acos(-1.0)<<endl;
    return 0;
}

输出结果为
3.1415926536

用户自定义类型的输入输出

C++通过重载运算符">>"和"<<"来实现用户自定义类型的输入输出

重载插入运算符

定义插入运算符"<<"重载函数的一般格式如下

ostream &operator<< (ostream &out,user_name& obj)
{
    out<<obj.item1;
    ......
    out<<obj.itemn;
    return out;
}

user_name为用户自定义的类型名，out是ostream类对象的引用，obj为用户自定义的类型名user_name的引用，item1、.......itemn为用户自定义类型中的数据成员
重载插入运算符函数不能是所操作的类的成员函数，但可以是该类的友元函数或普通函数

重载提取运算符

定义提取运算符">>"重载函数的一般格式如下

istream &operator>> (istream &in,user_name& obj)
{
    in>>obj.item1;
    ......
    in>>obj.itemn;
    return in;
}

user_name为用户自定义的类型名，in是istream类对象的引用，obj为用户自定义的类型名user_name的引用，item1、.......itemn为用户自定义类型中的数据成员
重载提取运算符函数不能是所操作的类的成员函数，但可以是该类的友元函数或普通函数

文件的输入输出

C++将文件是为字符序列，即文件是由一个一个字符数据顺序组成的，根据数据的组织形式，文件可以分为文本文件和二进制文件。文本文件又称ASCII文件，他的每个字节存放一个ASCII代码，代表一个字符。二进制文件则是把内存中的数据，按其在内存中的存储形式原样写到磁盘中存储。

C++中引入流式文件的概念，即文件一律视为字符构成的序列，即字符流

文件的打开与关闭

C++中要进行文件的操作，首先要创造一个流对象，然后将这个流对象与文件相关联，即打开文件，此后才能进行文件的读写操作，最后关闭文件。

文件的打开

c++打开一个文件，即建立一个流对象与文件相关联，关闭一个文件，就是取消这种关联

用于文件输入输出的文件流类

类名	说明	功能
ifstream	输入文件流类	用于文件输入
ofstream	输出文件流类	用于文件输出
fstream	输入输出文件流类	用于文件输出/输入

头文件为fstream.h

使用open函数打开文件的一般形式

文件流对象.open(文件名,打开方式);

文件名可包括路径，默认路径为当前目录
打开方式见下表

方式	功能
ios::app	打开一个输出文件，用于将数据添加至文件尾部
ios::ate	打开一个现存文件，将文件指针移至文件末尾
ios::in	打开一文件,以便进行输入
ios::nocreate	打开一个文件，若文件不存在，则打开失败
ios::noreplace	打开一个文件，若文件存在，则打开失败
ios::out	打开一文件,以便进行输出
ios::trunc	打开一个文件，若文件存在，则删除其中所有数据，如不存在，则建立新文件
ios::binary	以二进制方式打开一个文件，默认问文本文件

注意：
1.使用"ios::app"时，文件必须存在，打开时文件指针位于文件末尾，此方式只能用于输出
2.使用"ios::ate"时，打开时文件指针位于文件末尾，数据可写入文件任意位置
3.使用"ios::in"时，文件必须存在，此方式只能用于输入，使用ifstream时默认使用该方式
使用"ios::out"时，此方式只能用于输出，使用ofstream时默认使用该方式
4.新版本I/O类库中不提供ios::nocreate 与 ios::noreplace
5.若指定"ios::out"方式，且未指定"ios::ate"或"ios::app"方式，则隐含"ios::trunc"方式
6.当文件需要使用多种方式打开时，使用"|"操作符组合多种方式
7.可以通过定义文件流对象时指定参数，调用构造函数来实现打开文件功能
8.当文件打开操作失败，流对象的值为0

文件的关闭

使用close函数关闭文件，即将文件与文件流对象脱钩

使用close函数关闭文件的一般形式

文件流对象.close();

例： 使用文件流输出字符串

    string a="1dascipan";
    ofstream out;
    out.open("1.txt",ios::out);
    out<<a<<endl;
    out.close();

二进制文件的读写

二进制文件的读写大致与文件读写一致，但要求在打开文件使用ios::binary以二进制形式传送和存储

二进制文件进行读写有两种方式，一是使用函数get和put，另一种是使用函数read和write

1.使用函数get和put

例： 使用二进制方式编写一个二进制文件并读取

void bt_wirte()
{
    ofstream outb("out.dat",ios::binary);
    for(char i='a';i<='z';i++) outb.put(i);
    outb.close();
}

void bt_read()
{
    ifstream inb("out.dat",ios::binary);
    char c;
    while(inb.get(c)) cout<<c;
    cout<<endl;
    inb.close();
}

int main()
{
    bt_wirte();
    bt_read();
    return 0;
}

输出结果
屏幕输出
abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
并输出一个名为out.dat的二进制文件

2.使用函数read和write
c++提供了函数read和write用于读写一个数据块
调用格式如下

inf.read(char *buf,int len);
outf.write(const char *buf,int len);

read是流类istream中的成员函数，有两个参数，第一个参数buf为指针，指向读入数据存储空间的起始地址，第二个参数len为读入字节数。read的功能是从inf关联的文件中读取len个或读至EOF的字节，将其存入buf指向的内存空间中

write是流类ostream中的成员函数，有两个参数，第一个参数buf为指针，指向数据存储空间的起始地址，第二个参数len为输出字节数。read的功能是将其存入buf指向的内存空间中字节开始的len个字节的数据写入outf所关联的文件中

注意：
指针默认的数据类型为char * ，若为其他数据类型，则需要进行转换，并通过sizeof函数确定读入字符数

例:

void bt_wirte()
{
    char s[100]="why";
    ofstream outb("out.dat",ios::binary);
    outb.write((char *)&s,sizeof(s));
    outb.close();
}

void bt_read()
{
    char s[100];
    ifstream inb("out.dat",ios::binary);
    inb.read((char *)&s,sizeof(s));
    cout<<s<<endl;
    inb.close();
}

int main()
{
    bt_wirte();
    bt_read();
    return 0;
}

输出结果
屏幕输出
why
并输出一个名为out.dat的二进制文件

3.检测文件结束
采用文件流读写文件时，可通过成员函数eof()实现检测文件结束
一般形式为

ifstream inf;
......
if(!inf.eof()) ......

当返回值为零时，表示为到达文件尾，非零时，表示到达文件尾

也可通过检测文件流对象是否为零，若为零则表示文件结束

4.二进制文件的随机读取
前面的文件操作是按一定顺序来进行读写的，因此称为顺序文件，C++在类istream和类ostream定义了几个与文件指针相关的成员函数，使其能实现文件的随机读取

istream

tellg();                //返回输入文件读指针的位置
seekg(文件中的位置);      //将输入文件读指针移至指定的位置
seekg(位移量,参照位置);    //以参照位置为基准移动若干字节

文件中的位置和位移量都是long型整数，以字节为单位，
参照位置可为

ios::beg        //文件开头
ios::cur        //文件指针当前位置
ios::end        //文件末尾

ostream

tellp();                //返回输出文件读指针的位置
seekp(文件中的位置);      //将输出文件读指针移至指定的位置
seekp(位移量,参照位置);    //以参照位置为基准移动若干字节

若为即可输出也可输入的文件，则```seekg```与```seekg```都可使用

####命名空间和头文件命名规则

#####命名空间
命名空间实际上是一个由程序设计者命名的内存区域，程序设计者可根据需要指定一些有名字的命名空间，将各命名空间中声明的标识符与该命名空间标识符相关联。

声明命名空间的一般形式为

namespace NS
{
.......
}
```
namespace是定义命名空间必须的关键字，NS 是命名空间的名字，花括号为命名空间的作用域