第10章 C++的输入和输出流

10.1.5 输入输出符的重载
输入输出运算符的重载一般采用友元函数形式，格式如下：
friend istream& operator >> (istream& in, const ClassType &object); friend ostream& operator << (ostream& out, const ClassType &object);
其中，参数in是istream类对象的引用，out是ostream类对象的 引用，object是自定义的类类型的const引用。
10.1.6 文件的输入输出操作
1. 文件的打开
打开一个文件的方法有三种： ofstream <对象名>.open ("<文件名>", <打开方式>); ifstream <对象名>.open ("<文件名>"); fstream <对象名>.open ("<文件名>", <打开方式>); 其中，ofstream类对象打开一个用于输出的文件，即被写 入的文件，ifstream类对象打开一个用于输入的文件，即 被读取的文件，fstream类对象打开一个既可以输出又可 以输入的文件。
2. 成员函数put()
输出类ostream的成员函数put()用于输出一个字符，其格式 是： ostream& <类对象>.put (char ch); 其中，参数ch用于存储需要输出的字符，最常用的ostream 类对象是cout。例如： cout.put('X'); // 显示输出字母X 由于该函数的返回类型为ostream类对象的引用，所以它可 以被串联使用，例如： cout.put('G').put('o') .put('o') .put('d'); // 显示输出Good
以二进制方式打开文件，缺省时为文本方式 打开一个存在文件，若文件不存在，则打开失败 打开一个文件，若文件存在，但没有设置ate或app，则打开失败
10-2 文件的打开方式
2. 文件的关闭
为了保证写入数据的安全，在退出程序之前必须 关闭已经打开了的文件，断开文件和程序的连接， 释放相关的内存。关闭文件的格式如下： <文件类对象名>.close();
2. 文件的关闭
为了保证写入数据的安全，在退出程序之前必须 关闭已经打开了的文件，断开文件和程序的连接， 释放相关的内存。关闭文件的格式如下： <文件类对象名>.close();
2. 文件的关闭
为了保证写入数据的安全，在退出程序之前必须 关闭已经打开了的文件，断开文件和程序的连接， 释放相关的内存。关闭文件的格式如下： <文件类对象名>.close();
10.1.2 输出操作
1. 输出操作符<<
对于输出运算符“<<”，我们一定不会感到陌生，其应用格 式如下： <操作数1> << <操作数2> 其中，输出运算符“<<”表示数据从操作数2流向操作数1。 操作数1是输出类ostream的类对象，通常是cout，表示标准 的屏幕输出。 操作数2是存储输出流的变量或对象，它可以是内嵌类型 （int型、double型、char型、bool型等）的变量或表达式、指 针类型的变量，或自定义类对象。
4. 成员函数read()
输入类istream的成员函数read()的功能是从输入流中读取 指定数量的字符，其函数原型如下： istream& read(char * str, int length); 其中，参数str用于存放读入的字符，length为指定读入的 字符的数量。
10.1.4 格式化的输入输出操作
10.1.3 输入操作
1. 输入操作符>>
输入运算符“>>”的应用格式是： <操作数1> >> <操作数2> 其中，输入运算符“>>”表示数据从操作数1流向操作数2。 操作数1是输入类istream的类对象，常用的是标准的键盘输 入对象cin。 操作数2是存储输入数据的内嵌类型的变量或自定义的类对 象。如果操作数2是自定义的类对象，必须定义输入运算符的重 载函数。 注意：在缺省情况下，输入运算符“>>”会忽略空格、制表 符、换行符和回车
3. 成员函数write()
输出类ostream的成员函数write()用于输出一个指定长度的 字符串，其格式是： ostream& <类对象>.write (const char *str, int length); 其中，参数str用于存储需要输出的字符串，length用于指定 字符串中希望被输出的字符的个数，当length等于strlen(str) 时，输出整个字符串。 和函数put()一样，在函数write()中最常用的的ostream类对 象是cout。该函数的返回类型也是ostream类对象的引用， 所以也可以被串联使用。
2. 成员函数get()
输入类istream的成员函数get()可以读入一个字符或者一个字符串， 它不会忽略空格、制表符、换行符和回车，而是将它们也当作字符 一并读入。它有三种原型： int get(); // ① // ② istream& get(char& ch);
istream& get(char *str, int length, char delimiter = '\n'); // ③ 原型③是在参数的控制下读入若干个字符，结束读入操作的条件有 三种： （1）参数length，表示读入字符的数量不得多于length-1个； （2）参数delimiter，缺省值是换行符“\n”，用于指定一个特定的 字符，当遇到该字符时就停止读入操作。 （3）当遇到文件结束符EOF时。
3. 文件的顺序读写
文件的顺序读写是指从文件头一直读写到文件尾，通常采 用get()、getline()、put()、read()或write()等函数完成对文件 的读写操作。以get()函数为例： while (file1.get (ch)) // 读取文件中的内容并显示在屏幕上 cout.put (ch); 需要注意的是，在读取文件内容时，如果遇到文件结束符 EOF，读操作会被自动停止，与此同时，文件类对象也转 至“遇到文件结束符”的状态，不能再执行其他任何的输 入输出操作。如果需要继续读写该文件，必须调用函数 clear()清除文件类对象的状态，
有时，我们会希望按照一种特殊的格式输出各种数据。 例如，增加浮点数的精度，以十六进制显示整数，数据 的对齐方式，用字符串“true”或“false”输出bool变量值 等。 每一个iostream类对象都记录着当前的格式状态，通过一 组预定义的操纵符，就能够修改对象的格式状态，从而 控制数据的输入输出格式。操纵符的使用方法和普通的 数据一样，写在输入输出运算符的后面。 例如： //控制输出数据的宽度，用空格填充在数据的左侧 cout << set(w) << j;
10.1 循序渐进学理论
10.1.1 C++流的概念 流的概念
I/O流类库是一个利用多继承和虚拟继承实现的类层 次结构，如图10-1所示。它的主要作用是提供标准的、 基于文件的和基于字符串流的输入输出操作。程序员也 可以重载输入输出符，完成自定义类对象的输入输出操 作。
图10-1 C++的I/O流类库结构
第10章 C++的输入和输出流 章 的输入和输出流
本章要点：
C++流的基本概念 输出运算符<<、put()和write()的输出操作 输入运算符>>、get()、getline()和 read()的输入操作 格式化操纵符的应用 输入输出运算符的重载 文件的输入输出操作 字符串流的输入输出操作 流状态的错误处理
1. 基本的I/O流类库
在图10-1中，ios是虚基类，负责数据流的设置功能，类 istream负责输入流的操作，类ostream负责输出流的操作， 类iostream负责双向数据流的输入输出操作。 输入流是指从输入设备（键盘、文件等）流向计算机内存 的数据流，输出流是指从计算机内存流向输出设备（显示 器、文件等）的数据流。 在C++语言中，最常用的输入输出运算符是“>>”和“<<”， 为了使用基本I/O流类库提供的操作，必须在程序中包含头 文件iostream： #include <iostream>
C++提供的打开方式如表10-2所示：
方 式 in out app ate trunk 以读方式打开文件 以写方式打开文件 以追加写入方式打开文件 文件打开后，文件指针位于文件尾 若文件存在，令其长度为0，清除原有的内容；若文件不存在，则创建新文件 含 义
binary nocreate noreplace
定位文件写指针的重载函数是：
ostream & ostream:: seekp(int position ); ostream & ostream:: seekp(int offset_position, ios_base::seekdir way);
10.1.5 字符串流的输入输出操作
1. 字符串流的输入操作
wk.baidu.com
4. 文件的随机读写
C++还提供对文件的随机读写能力，用定位成员函数seekg() 或seekp()将文件的读写指针移到指定的位置。 移动文件读写指针的方法有两种，一是直接将指针移到指 定的位置，二是在某个参照位置的基础上，将指针移动一 定的偏移量。所以，定位文件读指针的重载函数集是：
istream & istream:: seekg(int position); istream & istream:: seekg(int offset_position, ios_base::seekdir way);
2. 文件I/O流类库
在图10-1中，类ifstream、类ofstream和类fstream分别继承 于基本I/O流类库中的类iostream、类ostream和类iostream， 它们还有一个公共基类fstreambase，在图10-1中没有列出。 其中，类ifstream提供文件的输入操作，即读取文件的内容 到内存，类ofstream提供文件的输出操作──即将内存中的 数据写入文件，类fstream同时提供文件的输入和输出操作， 详见10.1.6节。 为了使用文件I/O流类库提供的操作，必须在程序中包含头 文件fstream： #include <fstream>
3. 字符串I/O流类库
在 图 10-1 中 ， 类 istringstream 、 类 ostringstream 和 类 stringstream分别继承于基本I/O流类库的类iostream、类 ostream 和 类 iostream ， 它 们 还 有 一 个 公 共 基 类 strstreambase，在图10-1中没有列出。 其中，类istringstream提供从字符串中读取数据的操作， 类 ostringstream 提 供 将 数 据 写 入 字 符 串 的 操 作 ， 类 stringstream同时提供字符串的读取和写入操作。 为了使用字符串I/O流类库提供的操作，必须在程序中包 含头文件sstream： #include <sstream>
3. 成员函数getline()
输入类istream的成员函数getline()的原型如下： istream& getline(char *str, int length, char delimiter = '\n'); 它和函数get()的功能基本相同，用于读取一串字符，直 到读入字符的个数大于length-1，或者遇到文件的结束符 EOF，或者遇到delimiter。 但是，函数getline()要比函数get()好用得多，因为它能够 自动丢弃delimiter，而不会将它留在istream中作为下一个 输入的字符。
在使用字符串流的输入操作时，必须定义一个ostringstream 类对象，例如： ostringstream buffer; // 定义一个ostringstream对象buffer ostringstream类对象有两个重要的特点：一是它的长度能够 随着输入的字符而自动增长；二是它能够复合各种类型的 数据，并将它们自动转换成字符串。 为了实现基于字符串的操作，ostringstream类提供了一些成 员函数，常用的有： string ostringstream:: str(); // 返回ostringstream类对象中输入 的字符串