C++程序设计课件：第7章 输入输出流

输入数据的类型必须与提取数据的变量类型一致。
输入数据时，在缺省的情况下，数据之间的分隔符为：
<Space>键（空格键）、<Tab>键（制表键）或 <Enter>键（回车键），这三个键通称为空白字符。
如：char c1, c2, c3; cin>>c1>>c2>>c3; 程序运行时， 可输入：a<Space>b<Tab>c<Enter> 也可输入：ab <Tab> c <Enter>
同理在ostream类中重载了 << 运算符
编译器会将 cout<<x<<y; 解释成 (cout.operator<<(x)) .operator<<(y);
返回 cout
例 使用cout、cerr和clog
#include <iostream.h>
#include <math.h>
void mห้องสมุดไป่ตู้in( )
输入/输出流
输入/输出流层次 终端输入/输出 文件读写
流的基本概念
流 ----- 数据在程序和设备之间“流动”
逻辑 设备
输入流 数据
内部 程序
输出流 数据
逻辑 设备
流的基本概念
▪ 流 - 可以看作一个无限长的二进制数字序列
~ 1 01 0 11 10 ~
▪ 通过读写指针进行流的读和写(以字节为单位)
…… }; extern istream cin; ……
编译器会将 cin>>x>>y; 解释成 (cin.operator>>(x)) .operator>>(y);
返回 cin
▪ I/O流
➢ C++的输入/输出操作由标准I/O库实现，通常 称为I/O流
➢ I/O流是一个利用模板、多继承和虚继承实现的 类层次结构，用它可以进行内置数据类型的终 端（控制台）、文件和内存输入/输出操作
缓冲
内 逻辑 存 设备 缓
输入流 数据
内部 程序
输出流 内
数据
存 缓
逻辑 设备
冲
冲
区
区
引入缓冲的目的是解决CPU的运行速度和外设操作速度 不匹配的矛盾。如输出时先写入缓冲区，再成批输出。 成批写出数据比一个一个写出数据节约时间。
一般地，缓冲区在内存中。
缓冲区刷新
▪ 向输出流中写数据时，通常是先向缓冲区 中写，当缓冲区写满时，才真正向输出流 写；也可以通过函数在程序中主动将缓冲 区内容写入输出流。
同理： C++还定义了三个输出流对象 cout、cerr 和 clog。 这三个对象均是ostream_withassign类的对象， 它们均在头文件ostream.h中被定义
• cin 标准输入流(输入设备是键盘) • cout 标准输出流(输出设备是显示器) • cerr 标准错误输出流，没有缓冲，立刻输出。 • clog 输出日志信息，有缓冲，缓冲区满后被输出。
~ 1 01 0 11 10 ~
将y的值写入流
y11100010
将流上的数据读进变量x
x 10101110
流的基本概念
▪ 输出流 可以看作一端无限，另一端通过写指
针不停地向后写入新内容的单向流，
~ 110 0 0 1 1 0 1 0
写指针
流的基本概念
▪ 输入流 可以看作一端无限，另一端通过读指针
基本输入输出流类体系
流基类
抽象缓冲区基类
C++预定义了流类，用于完成数据的“流动”(输入输出)
通用输入流基类 ios
streambuf
istream给出在了这若些o干s已tr方定ea法义m(的成类员中函，数通)用，输出流基类
用于控制输入输出。
iostream
通用输入输出流类基类
使用上述流类，必须包含头文件 “ iostream”
{ double x;
cout<<"Please input x:";
//A
cin>>x;
if(x<0)
{ cerr<<x<<" is not a positive number!\n"; //B
return;
}
clog<<"The root of "<<x<<" is "<<sqrt(x)<<endl; //C
用运算符重载实现标准设备的输入输出
观察头文件istream.h ：
class istream : virtual public ios {
public:
……
将右移位运算符 >> 重载为 提取 运算符
istream& operator>>(char *); //A 字符串输入重载函数
……
istream& operator>>(char &); //B 字符输入重载函数
……
istream& operator>>(int &); //C 整数输入重载函数
……
istream& operator>>(double &); //D 实型数据输入重载函数
……
}; C++ 对基本的数据类型，均定义了重载运算符 >>
…… class istream_withassign : public istream {
不停地从流中读取新内容的单向流，读出 的内容从流中删去。
~ 110 0 0 1 1 0 1 0
读指针
有格式读写和无格式读写 字符方式/二进制方式读写
▪ 有格式读写，以某种数据类型为单位读写 ➢例如：读一个整数，写一个浮点数等；
▪ 无格式读写，以字节为单位读写，不区分 其中的内容 ➢例如：读20个字节，写50个字节等；
▪ iostream库预定义了一些标准流对象： ➢ cin：istream类对象，代表标准输入，用于从用户终 端读入数据
➢ cout：ostream类对象，代表标准输出，用于向用户 终端写数据
➢ cerr：ostream类对象，代表标准错误输出，用于输出 错误消息
▪ 标准流的默认输入/输出设备是控制台（console）终端
}
在本例中，cout、cerr和clog的作用相同。
而cerr和clog的区别在于，cerr是非缓冲输出，
而clog是缓冲输出。请看例14.3：
缺省的输入输出格式 1．缺省的（默认的）输入格式
cin 是缓冲流，当输入一行结束按回车（Enter）时，
操作系统将输入内容放入输入缓冲区， 然后 cin 从输入缓冲区提取数据。
➢ 类的设计者也可以扩展I/O流类层次，来处理自 定义类型数据的输入和输出
▪ 终端输入输出 ➢ 终端输入操作由输入流istream提供 ➢ 终端输出操作由输出流ostream提供 ➢ iostream是同时从istream和ostream派生的类， 允许双向的输入/输出 ➢ 为了使用输入/输出操作，需要包含头文件 <iostream>