实验6 文件I/O与异常处理

任务1

contestant.hpp

#pragma once
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <string>

struct Contestant {
    long   id;             
    std::string name;     
    std::string major;      
    int    solved;         
    int    penalty;        
};


inline std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const Contestant& c) {
    out << std::left;
    out << std::setw(15) << c.id
        << std::setw(15) << c.name
        << std::setw(15) << c.major
        << std::setw(10) << c.solved
        << std::setw(10) << c.penalty;

    return out;
}
inline std::istream& operator>>(std::istream& in, Contestant& c) {
    in >> c.id >> c.name >> c.major >> c.solved >> c.penalty;

    return in;
}

utils.hpp

#pragma once
#include <fstream>
#include <iostream>
#include <stdexcept>
#include <string>
#include <vector>
#include "contestant.hpp"

// ACM 排序规则：先按解题数降序，再按罚时升序
inline bool cmp_by_solve(const Contestant& a, const Contestant& b) {
    if(a.solved != b.solved)
        return a.solved > b.solved;
    
    return a.penalty < b.penalty;
}

// 将结果写至任意输出流
inline void write(std::ostream& os, const std::vector<Contestant>& v) {
    for (const auto& x : v) 
        os << x << '\n';
}

// 将结果打印到屏幕
inline void print(const std::vector<Contestant>& v) {
    write(std::cout, v);
}

// 将结果保存到文件
inline void save(const std::string& filename, const std::vector<Contestant>& v) {
    std::ofstream os(filename);
    if (!os) 
        throw std::runtime_error("fail to open " + filename);

    write(os, v);
}

// 从文件读取信息（跳过标题行）
inline std::vector<Contestant> load(const std::string& filename) {
    std::ifstream is(filename);
    if (!is) 
        throw std::runtime_error("fail to open " + filename);

    std::string line;
    std::getline(is, line);          // 跳过标题

    std::vector<Contestant> v;
    Contestant t;
    int seq;
    while (is >> seq >> t) 
        v.push_back(t);
        
    return v;
}

task1.cpp

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <stdexcept>
#include <vector>
#include "contestant.hpp"
#include "utils.hpp"

const std::string in_file = "./data.txt";
const std::string out_file = "./ans.txt";

void app() {
    std::vector<Contestant> contestants;

    try {
        contestants = load(in_file);                                      
        std::sort(contestants.begin(), contestants.end(), cmp_by_solve); 
        print(contestants);      
        save(out_file, contestants);                         
    } catch (const std::exception& e) {
        std::cerr << e.what() << '\n';
        return;
    }
}

int main() {
    app();
}

运行结果如图

问题1：

（1）std::cout是std::ostream类的实例,std::ofstream是std::ostream的派生类,基类引用可以绑定任意派生类对象,所以write()能统一处理std::cout和std::ofsream
(2) 不需要修改

问题2：

第一处：
std::ofstream os(filename);
if (!os)
throw std::runtime_error("fail to open " + filename);
打开输出文件失败
第二处：
std::ifstream is(filename);
if (!is)
throw std::runtime_error("fail to open " + filename);
抛出异常情况：打开输入文件失败
被try-catch捕获
try {
contestants = load(in_file);
std::sort(contestants.begin(), contestants.end(), cmp_by_solve);
print(contestants);
save(out_file, contestants);
} catch (const std::exception& e) {
std::cerr << e.what() << '\n';
return;
}
打印异常描述信息到标准错误流std::cerr，执行return终止app()函数

问题3：

可以替代

功能上：内部逻辑和排序规则不变

性能上：两者均为值传递比较，无额外开销

结果一致

问题4：

部分代码读取错误

原因：load()函数中while(is>>seq>>t)依赖流的正常状态，一旦某行读取失败，流状态变成fail,循环直接终止

任务2

student.hpp

#pragma once

#include <iostream>
#include <string>

class Student {
public:
    Student() = default;
    ~Student() = default;
    
    const std::string get_major() const;
    int get_grade() const;

    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Student& s);
    friend std::istream& operator>>(std::istream& is, Student& s);

private:
    int id;   
    std::string  name;
    std::string  major;
    int          grade;  // 0-100
};

stumgr.hpp

#pragma once
#include <string>
#include <vector>
#include "student.hpp"

class StuMgr {
public:
    void load(const std::string& file);  // 加载数据文件（空格分隔）
    void sort();                         // 排序: 按专业字典序升序、同专业分数降序
    void print() const;                  // 打印到屏幕
    void save(const std::string& file) const; // 保存到文件

private:
    void write(std::ostream &os) const;  // 把数据写到任意输出流

private:
    std::vector<Student> students;
};

task2.cpp

#include <iostream>
#include <limits>
#include <string>
#include "stumgr.hpp"

const std::string in_file = "./data.txt";
const std::string out_file = "./ans.txt";

void menu() {
    std::cout << "\n**********简易应用**********\n"
                 "1. 加载文件\n"
                 "2. 排序\n"
                 "3. 打印到屏幕\n"
                 "4. 保存到文件\n"
                 "5. 退出\n"
                 "请选择：";
}

void app() {
    StuMgr mgr;

    while(true) {
        menu();
        int choice;
        std::cin >> choice;

        try {
            switch (choice) {
            case 1: mgr.load(in_file); 
                    std::cout << "加载成功\n"; break;
            case 2: mgr.sort(); 
                    std::cout << "排序已完成\n"; break;
            case 3: mgr.print(); 
                    std::cout << "打印已完成\n"; break;
            case 4: mgr.save(out_file); 
                    std::cout << "导出成功\n"; break;
            case 5: return;
            default: std::cout << "不合法输入\n";
            }
        }
        catch (const std::exception& e) {
            std::cout << "Error: " << e.what() << '\n';
        }
    }
}

int main() {
    app();
}

student.cpp

1 #include<iomanip>
 2 #include "student.hpp"
 3 #include <iostream>
 4 
 5 // 获取专业
 6 const std::string Student::get_major() const {
 7     return major;
 8 }
 9 
10 // 获取成绩
11 int Student::get_grade() const {
12     return grade;
13 }
14 
15 // 重载输出操作符 <<
16 std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Student& s) {
17     os << std::left
18        << std::setw(10) << s.id
19        << std::setw(15) << s.name
20        << std::setw(15) << s.major
21        << std::setw(10) << s.grade;
22     return os;
23 }
24 
25 // 重载输入操作符 >>
26 std::istream& operator>>(std::istream& is, Student& s) {
27     is >> s.id >> s.name >> s.major >> s.grade;
28     return is;
29 }
student.cpp

stumgr.cpp

1 #pragma once
 2 #include <string>
 3 #include <vector>
 4 #include "student.hpp"
 5 
 6 class StuMgr {
 7 public:
 8     void load(const std::string& file);  // 加载数据文件（空格分隔）
 9     void sort();                         // 排序: 按专业字典序升序、同专业分数降序
10     void print() const;                  // 打印到屏幕
11     void save(const std::string& file) const; // 保存到文件
12 
13 private:
14     void write(std::ostream &os) const;  // 把数据写到任意输出流
15 
16 private:
17     std::vector<Student> students;
18 };

运行结果如下：

posted @ 2025-12-23 16:32 Suki123 阅读(0) 评论(0) 收藏举报

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