C++ I/O操作---输入输出

本文主要介绍C++ I/O操作中的输入输出流。

目录

1 输入输出

2 输入输出流分类

3 C++中的输入输出流

4 iostream

5 std::ofstream

6 std::fstream

7 std::getline

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1 输入输出

        C++的输入输出是数据在不同设备之间的传输，即在硬盘、内存和外设之间的传输。 

        数据如水流一样在各个设备之间传输，因此称为输入输出流。     

        输入操作：指数据传外设（一般是显示器）传入内存，或者从硬盘读取到内存，称为输入流，输入操作就是将外设数据或者硬盘数据转换成输入流，输入流在内存中存储。        

        输出操作：指数据从内存输出到外设（一般是显示器），或者输出保存到文件存储在硬盘中，此时的数据称为输出流，输出流在内存中，将输出流输出到外设或者硬盘的操作叫输出操作。

2 输入输出流分类

        根据I/O操作对象的不同，将I/O操作分为三类：

        （1）标准I/O——以标准输入、输出设备为操作对象

        （2）文件I/O——以磁盘文件为操作对象

        （3）字符串I/O——以内存中指定的空间（通常为字符数组）为操作对象

3 C++中的输入输出流

1. istream（输入流）：用于从文件、字符串或其他数据源读取数据的类。常用的成员函数有>>（插入运算符重载）和read()。
2. ostream（输出流）：用于向文件、字符串或其他数据目标写入数据的类。常用的成员函数有<<（插入运算符重载）和write()。
3. ifstream（输入文件流）：继承自istream，用于从文件中读取数据的类。常用成员函数有open()、close()、is_open()等。
4. ofstream（输出文件流）：继承自ostream，用于向文件中写入数据的类。常用成员函数有open()、close()、is_open()等。
5. stringstream（字符串流）：继承自istream和ostream，用于在内存中读写字符串的类。常用成员函数有str()、clear()、seekg()等。

istream 和 ostream 类都在 <iostream>头文件中，ifstream和ofstream都在fstream。

4 iostream

iostream是C++标准库中的一个头文件，它包含了用于输入输出操作的类和函数。在C++程序中，我们使用iostream来处理文本、二进制数据以及控制台输入输出。

以下是一些常用的iostream类和函数：

1. cin：用于从标准输入（通常是键盘）读取数据。
2. cout：用于向标准输出（通常是屏幕）写入数据。
3. cerr：用于向标准错误输出（通常是屏幕）写入错误信息。
4. endl：用于插入换行符并刷新缓冲区。
5. flush：用于清空输出缓冲区，但不插入换行符。
6. getline(cin, str)：从标准输入读取一行文本并将其存储到字符串变量str中。
7. getline(cin, str, delimiter)：从标准输入读取一行文本，直到遇到指定的分隔符，并将其存储到字符串变量str中。
8. putchar(ch)：将字符ch写入标准输出。
9. puts(str)：将字符串str写入标准输出，并在末尾添加换行符。
10. scanf：从标准输入读取格式化的数据。
11. printf：向标准输出写入格式化的数据。

以下是一个简单的示例，演示了如何使用iostream进行输入输出操作：

#include <iostream>
#include <string>int main() {std::string name;int age;// 从标准输入读取姓名和年龄std::cout << "请输入您的姓名：";std::cin >> name;std::cout << "请输入您的年龄：";std::cin >> age;// 将姓名和年龄输出到标准输出std::cout << "您的名字是：" << name << std::endl;std::cout << "您的年龄是：" << age << std::endl;return 0;
}

在上述代码中，我们使用了std::cout对象，它是std::ostream的一个实例。通过调用<<运算符，我们将字符串"Hello, World!"写入到屏幕上，并在末尾添加了一个换行符。std::cin是std::istream的一个实例，通过调用运算符>>,将外设输入的字符保存到输入流中，回车表示结束。

除了使用std::cout之外，你还可以使用其他std::ostream对象来将数据写入到文件中。例如，以下代码将字符串写入到名为"output.txt"的文件中：

#include <fstream>int main() {std::ofstream outputFile("output.txt");if (outputFile.is_open()) {outputFile << "This is some text." << std::endl;outputFile.close();} else {std::cerr << "Unable to open file for writing." << std::endl;}return 0;
}

在上述代码中，我们使用了std::ofstream对象来打开一个文件，并将字符串写入其中。如果文件成功打开，我们使用<<运算符将文本写入文件，并在末尾添加了一个换行符。最后，我们关闭了文件。

总之，std::ostream是一个非常重要的类，它提供了一种灵活的方式来将数据写入到各种输出设备中。通过使用std::ostream对象，你可以方便地实现各种输出操作。

5 std::ofstream

std::ofstream是C++标准库中的一个类，用于创建和写入文件。它属于<fstream>头文件。使用std::ofstream可以方便地将数据写入到文件中。

以下是一个简单的示例，演示如何使用std::ofstream创建一个文件并写入一些文本：

#include <iostream>
#include <fstream>int main() {// 创建一个名为"example.txt"的文件std::ofstream file("example.txt");// 检查文件是否成功打开if (!file.is_open()) {std::cerr << "无法打开文件" << std::endl;return 1;}// 向文件中写入文本file << "这是一个示例文本。" << std::endl;// 关闭文件file.close();std::cout << "文件已成功写入。" << std::endl;return 0;
}

在这个示例中，我们首先包含了<fstream>头文件，然后在main函数中创建了一个std::ofstream对象，并指定了要创建的文件名。接着，我们检查文件是否成功打开，如果成功打开，就向文件中写入一行文本。最后，我们关闭文件并输出一条消息表示文件已成功写入。

6 std::fstream

`std::fstream`是C++标准库中的一个类，用于文件的输入/输出操作。它提供了对文件的基本读写功能，包括打开、关闭、读取和写入等操作。使用`std::fstream`可以方便地处理文本文件和二进制文件。

以下是使用std::fstream进行文件读写操作的示例：

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>int main() {// 打开一个文件用于写入std::ofstream outFile("example.txt");if (!outFile) {std::cerr << "无法打开文件" << std::endl;return 1;}// 写入一些文本到文件中outFile << "这是一段示例文本。" << std::endl;outFile << "使用std::fstream进行文件操作。" << std::endl;// 关闭文件outFile.close();// 打开一个文件用于读取std::ifstream inFile("example.txt");if (!inFile) {std::cerr << "无法打开文件" << std::endl;return 1;}// 从文件中读取文本并输出到控制台std::string line;while (std::getline(inFile, line)) {std::cout << line << std::endl;}// 关闭文件inFile.close();return 0;
}

这个示例中，我们首先使用std::ofstream创建一个名为example.txt的文件，并向其中写入一些文本。然后，我们使用std::ifstream打开同一个文件，并使用std::getline逐行读取文件内容，并将其输出到控制台。最后，我们关闭了两个文件流对象。

7 std::getline

std::getline是C++标准库中的一个函数，用于从输入流中读取一行文本。它的原型如下：

istream& getline(istream& is, string& str, char delim);

参数说明：

• is：输入流对象，通常为std::cin或文件流对象。
• str：存储读取到的文本的字符串对象。
• delim：分隔符字符，默认为换行符（'\n'）。

返回值：

• 返回引用到输入流对象的引用。

使用示例：

#include <iostream>
#include <string>int main() {std::string line;std::cout << "请输入一行文本：" << std::endl;std::getline(std::cin, line);std::cout << "你输入的文本是：" << line << std::endl;return 0;
}