CH8 IO库

8.1

#include <iostream>
#include <string>
#include <sstream>
#include <fstream>

int main()
{
    //cout是一个输出流对象，位于std空间,cin是一个输入流对象
    std::cout << "Hello C++ Primer" << std::endl;
    std::string word;
    std::cin >> word;
    std::fstream fs;//fs是一个fstream对象
    std::stringstream ss;//ss是一个stringstream对象
    return 0;
}

 

IO类型间的关系

C++语言不直接处理输入输出，而是通过一族定义在标准库中的类型来处理IO，这些类型支持从设备读取、向设备写入数据的IO操作，设备可以是文件，控制台窗口等。这些类型定义在三个独立的头文件中：iostream,fstream,sstream.9个标准库类型（宽字符版本算在统一的普通版本中），继承关系如下

 

IO对象不能拷贝或赋值

void print(std::ofstream of)
{
    std::cout << "IO test " << std::endl;
}
void print_re(std::ofstream& of)
{
    std::cout << "IO referience or pointer" << std::endl;
}

std::ofstream print(std::ofstream& of)
{
    std::cout << "IO referience or pointer" << std::endl;
    std::ofstream of2;
    return of2;
}

 

int main()
{
    //cout是一个输出流对象，位于std空间,cin是一个输入流对象
    std::cout << "Hello C++ Primer" << std::endl;
    std::string word;
    std::cin >> word;
    std::fstream fs;//fs是一个fstream对象
    std::stringstream ss;//ss是一个stringstream对象
    //IO对象不能赋值，下面的赋值操作是错误的
    std::ofstream out1;
    std::ofstream out2;
    out1 = out2;
    //IO对象也不能拷贝
    print(cout);//由于传值是拷贝操作，而IO对象不能拷贝，所以这样写是错误的
    //但IO操作可以通过引用或指针传递和返回流
    print_re(cout);
    return 0;
}

由于IO对象不能拷贝，所以不能放到对象中，因为保存在容器中的对象都必须可以复制

8.1.2 条件状态

 

IO操作一个与生俱来的问题就是可能发生错误，IO类定义了一些函数和标志，可以帮助我们访问和操纵流的条件状态。badbit:系统级错误，通常情况下，一旦badbit被置位，流就无法使用了。failbit,eofbit,被置位，还可以修正，流还可以继续使用。

 

int ival;
    std::cin >> ival;

 

如上述要求输入一个int型变量，若输入一个char型，则读操作就会失败，cin就会进入错误状态

void check_cin_state(std::istream& is)
{
    if (is.bad())
        std::cout << "cin is bad" << std::endl;
    else
        std::cout << "cin is not bad" << std::endl;
    if (is.fail())
        std::cout << "cin is fail" << std::endl;
    else
        std::cout<<"cin is not fail" << std::endl;
    if (is.eof())
        std::cout << "cin is eof" << std::endl;
    else
        std::cout << "cin is not eof" << std::endl;
    if (is.good())
        std::cout << "cin is good" << std::endl;
    else
        std::cout << "cin is not good" << std::endl;
}
int main()
{
    std::cout << "check the state of cin" << std::endl;
    check_cin_state(std::cin);
    std::cout << "please input an integer" << std::endl;
    int a;
    std::cin >> a;
    std::cout << "check the state of cin again" << std::endl;
    check_cin_state(std::cin);
    system("pause");
    return 0;
}

要求输入的是int型，输入char型，流状态是fail。

管理流状态

上述一旦流状态is notgood就结束了，可以通过恢复流状态继续使用流

计算输入数字的和的程序为例、

int sum = 0;
    int ival;
    /*while (std::cin >> ival)
    {
        sum += ival;
        std::cout << "sum is " << sum << std::endl;
    }*/
    //上述写法一旦输入类型不是int型就结束了，所以可以通过管理流使得流可以继续使用
    while (std::cin >> ival, !std::cin.eof())
    {
        if (std::cin.bad())
            throw std::runtime_error("IO stream is not successful");
        if (std::cin.fail())
        {
            std::cout << "IO stream is fail,try again" << std::endl;
            std::cin.clear();//恢复流状态
            std::cin.ignore(100, '\n');
            continue;
        }
        sum += ival;
        std::cout << "sum is  " << sum << std::endl;
    }
8.2 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，发stream可以读写给定文件。
8.2.1文件流的使用
创建文件流对象时，如果提供了文件名，会自动调用open函数打开文件

ofstream outfile("test.txt");//创建一个输出流对象outfile，并使用该对象创建一个文件
    outfile << "Hello C++" << endl;//使用流向文件写入内容
    outfile.close();//关闭流
    string txt("t.txt");//文件夹中需要有此文件
    ifstream infile(txt);//C++11新标准，旧版本需使用C风格字符串infile(txt.c_str())

如果定义了一个了一个空文件（文件流对象没有绑定文件），可以调用open将它与文件关联起来如果调用失败，failbit会被置位，所以进行是否成功检查是一个好习惯

ifstream infile;
    infile.open("t.txt");
    if (infile)
    {
        string str;
        while(infile >> str)
        cout << str << endl;
        infile.close();
    }

 

 8.3 string流

sstream 头文件定义的三个类型是支持内存IO，即字符串流是内存中的输入输出。

istringstream从string读取数据，ostringstream向string读数据stringstream既可以从string读数据也可以向string写数据。

使用istringstream

当某些工作需要处理某行文本中的单个单词时通常可以使用istringstream

教材中有这样一个例子，家丁一个通讯录文件，列出了一些人和他们的电话，但是有些人会有不止一个电话号码，通常文件的每条记录（每一行）都是以人名开头，后面跟随他们的电话

eg: 小王   130xxxxxxxx  6283xxxx

      小李   158xxxxxxxx

那么首先需要定义一个类PersonInfo来描述输入数据，PersonInfo有一个对象name来表示人名，一个vector<string>来保存电话号码。该程序需要读取兵处理多条PersonInfo记录，所以需要一个vector<PersonInfo>来保存多条记录，使用getline函数读取每一行，使用istringstream读取行中的单个单词。

struct PersonInfo {
    std::string name;
    std::vector<std::string> phone;
    void save_contacts();
};


void PersonInfo::save_contacts()
{
    string line;//保存来自输入的一行记录
    string word;//保存记录的单个单词
    vector<PersonInfo> person;//保存输入的所有记录

    while (getline(std::cin, line))//
    {
        PersonInfo info;//创建一个PersonInfo的对象，保存记录
        istringstream record(line);//创建一个isrting流对象record，并绑定到输入的记录的行
        record >> info.name;//读取一条记录中的名字给PersonInfo对象的name成员
        while (record >> word)//读到的记录中的电话号码给PersonInfo对象的phone成员
            info.phone.push_back(word);
        person.push_back(info);//将读到的所有记录保存到vector<PersonInfo>中
    }
}

使用ostringstream

 

//使用ostringstream对构造好的输入的记录进行输出
    for (const auto entry : person)
    {
        //创建ostring对象用于输出无效的电话号码和规范为特定格式的后的电话号码
        ostringstream badNums;
        ostringstream formatted;
        //
        for (const auto& nums : entry.phone)
        {
            if (!valid(nums))
                badNums << " " << nums;
            else
                formatted << " " << format(nums);
        }
        if (badNums.str.empty())//如果电话号码有效，输出格式化后的电话号码
            cout << entry.name << " " << formatted.str();
        else
            cerr << "input error :" << endl;
    }

 

上面的是处理的从cin读取的数据，可以综合文件流和string流实现从文件读取数据

小结

C++使用标准库类来处理面向流的输入输出

iostream 处理控制台IO

fstream 处理命令文件IO

stringstream完成内存string的IO

继承关系如上面的图

每个IO对象都维护一组条件状态，用来指出此对象上是否可进行IO操作，如果遇到了错误，则对象状态变为失效，除非纠正错误才能执行后续操作