數(shù)據(jù)的輸入和輸出像水流一樣將數(shù)據(jù)從一個地方流到另一個地方，這個過程稱為“流”帕翻。

（1）C 和 C++ 的 輸入輸出策略

輸入流的數(shù)據(jù)來源可能是鍵盤鸠补，也有可能是文件。

在 C 中的IO策略如下：

使用 scanf()嘀掸、gets() 等函數(shù)從鍵盤讀取數(shù)據(jù)紫岩，使用 printf()、puts() 等函數(shù)向屏幕上輸出數(shù)據(jù)睬塌；
使用 fscanf()泉蝌、fgets() 等函數(shù)讀取文件中的數(shù)據(jù)歇万，使用 fprintf()、fputs() 等函數(shù)向文件中寫入數(shù)據(jù)勋陪；

在 C++ 中的IO策略如下：

C的IO解決方案在C++中也可以使用贪磺；
使用 cin 等函數(shù)從鍵盤讀取數(shù)據(jù)，使用 cout 等函數(shù)向屏幕上輸出數(shù)據(jù)诅愚；
C++ 的文件操作寒锚，需要使用流類，使用 ifstream 類讀取文件中的數(shù)據(jù)违孝，使用 ofstream 類向文件中寫入數(shù)據(jù)刹前；
fstream 類既可以讀取文件中的數(shù)據(jù)，也可以將數(shù)據(jù)寫入文件雌桑。

輸入輸出流的派生體系如下：

image.png

這些流類各自的功能分別為：

istream：常用于接收從鍵盤輸入的數(shù)據(jù)腮郊；
ostream：常用于將數(shù)據(jù)輸出到屏幕上；
ifstream：用于讀取文件中的數(shù)據(jù)筹燕；
ofstream：用于向文件中寫入數(shù)據(jù)轧飞；
iostream：繼承自 istream 和 ostream 類，因為該類的功能兼兩者于一身撒踪，既能用于輸入过咬，也能用于輸出；
fstream：兼 ifstream 和 ofstream 類功能于一身制妄，既能讀取文件中的數(shù)據(jù)掸绞，又能向文件中寫入數(shù)據(jù)。

C++ 常用的兩個對象 cin 和 cout耕捞，它們定義在<iostream>庫中哭廉，屬于 C++ 的內(nèi)置對象。
它們常用的用法是：

int n;
cout << "請輸入數(shù)字：";
cin >> n;
cout << "輸入數(shù)字為：" << n << endl;

由于 cin 和 cout 不是關(guān)鍵字幻锁，而是對象沸伏，所以可以調(diào)用對象的成員函數(shù)。

cin 的成員函數(shù)有：

cout 的成員函數(shù)有：

另外壹粟，cerr 和 clog拜隧，這兩個對象也是 C++ 的內(nèi)置對象，且也是輸出對象趁仙，和 cout 的用法一致洪添，包括成員函數(shù)也一致。
它們和 cout 的區(qū)別是：

（1）cout 除了可以將數(shù)據(jù)輸出到屏幕上雀费，通過重定向干奢，還可以實現(xiàn)將數(shù)據(jù)輸出到指定文件中；
     而 cerr 和 clog 都不支持重定向坐儿，它們只能將數(shù)據(jù)輸出到屏幕上律胀；
（2）cout 和 clog 都有緩沖區(qū)宋光，即它們在輸出數(shù)據(jù)時貌矿，會先將要數(shù)據(jù)放到緩沖區(qū)，等緩沖區(qū)滿或者手動換行（使用換行符 '\n' 或者 endl）時罪佳，才會將數(shù)據(jù)全部顯示到屏幕上逛漫；
     而 cerr 則沒有緩沖區(qū)，它會直接將數(shù)據(jù)輸出到屏幕上赘艳。

（2）輸出字符串

使用 cout 對象可以輸出字符串酌毡， cout 是 ostream 對象克握，調(diào)用 put 函數(shù)可以輸出單個字符，代碼如下：

cout.put('A');

put 函數(shù)的返回值是 ostream枷踏，所以如果想要輸出多個字母菩暗，可以這樣寫：

cout.put('A').put('B').put('C');

那么，如何輸出一個字符串呢旭蠕？

調(diào)用 write 函數(shù)即可實現(xiàn)停团，代碼如下：

cout.write(str, 1);

write 有兩個參數(shù)，第一個參數(shù)是將要輸出的字符串掏熬，第二個參數(shù)是輸出字符串前多少個字符佑稠。

write 函數(shù)的返回值是 ostream，所以可以連續(xù)調(diào)用：

cout.write(str, 1).write(str, 2);

（3）輸出當(dāng)前輸出流指針位置

調(diào)用輸出流 tellp 方法可以獲取當(dāng)前輸出流的指針位置旗芬，一般用于文件操作：

//文件輸出流對象
ofstream outfile;
outfile.open("test.txt"); // 打開文件舌胶，如果文件不存在，則新建
const char* str = "zhangsan";
for (int i = 0; i < strlen(str); i++) {
    outfile.put(str[i]); // 輸出一個字符到文件中
    long pos = outfile.tellp(); // 獲取當(dāng)前輸出流指針位置
    cout << pos << " ";
}
cout << endl;
outfile.close(); // 關(guān)閉流

輸出結(jié)果是：

1 2 3 4 5 6 7 8

（4）輸出流指針位置的跳躍

一般情況下疮丛，輸出1的字符幔嫂，輸出流指針位置自動+1，輸出n個字符誊薄，輸出流指針位置自動+n婉烟。

使用輸出流的 seekp 函數(shù)可以實現(xiàn)輸出流指針的跳躍。

seekp 函數(shù)用于指定下一個進(jìn)入輸出緩沖區(qū)的字符所在的位置暇屋，演示代碼如下：

//文件輸出流對象
ofstream outfile;
outfile.open("test.txt"); // 打開文件似袁，如果文件不存在，則新建
const char* str = "zhangsan";
for (int i = 0; i < strlen(str); i++) {
    outfile.put(str[i]); // 輸出一個字符到文件中
    if (i == 2) 
    {
        outfile.seekp(10);
    }
}

test.txt文件中的內(nèi)容是：

image.png

可以配合 tellp 函數(shù)打印當(dāng)前指針位置咐刨，代碼如下：

//文件輸出流對象
ofstream outfile;
outfile.open("test.txt"); // 打開文件昙衅，如果文件不存在，則新建
const char* str = "zhangsan";
for (int i = 0; i < strlen(str); i++) {
    outfile.put(str[i]); // 輸出一個字符到文件中
}
cout << "當(dāng)前輸出流指針位置：" << outfile.tellp() << endl;

outfile.seekp(4); // 將輸出流指針位置改成4定鸟，下次輸出從4開始

cout << "當(dāng)前輸出流指針位置：" << outfile.tellp() << endl;

outfile.seekp(40); // 將輸出流指針位置改成4

cout << "當(dāng)前輸出流指針位置：" << outfile.tellp() << endl;

outfile.close(); // 關(guān)閉流

輸出結(jié)果是：

當(dāng)前輸出流指針位置：8
當(dāng)前輸出流指針位置：4
當(dāng)前輸出流指針位置：40

seekp 還有一個帶有兩個形參的函數(shù)而涉，用法如下：

//文件輸出流對象
ofstream outfile;
outfile.open("test.txt"); // 打開文件，如果文件不存在联予，則新建
const char* str = "zhangsanlisi";

for (int i = 0; i < strlen(str); i++) {
    outfile.put(str[i]); // 輸出一個字符到文件中
}

cout << "當(dāng)前輸出流指針位置：" << outfile.tellp() << endl;

outfile.seekp(4, ios::cur); // 從當(dāng)前位置向正方向偏移4個單位

cout << "當(dāng)前輸出流指針位置：" << outfile.tellp() << endl;

outfile.seekp(-4, ios::end); // 從結(jié)尾位置向負(fù)方向偏移4個單位

cout << "當(dāng)前輸出流指針位置：" << outfile.tellp() << endl;

outfile.seekp(4, ios::beg); // 從起始位置向正方向偏移4個單位

cout << "當(dāng)前輸出流指針位置：" << outfile.tellp() << endl;

outfile.close(); // 關(guān)閉流

seekp 的第一個參數(shù)是偏移量啼县，可以是正整數(shù)，也可以是負(fù)整數(shù)沸久，正負(fù)表示偏移的方向季眷。
第二個參數(shù)是從什么位置偏移，可以接受的值有三個：

ios::beg   從起始位置偏移
ios::cur   從當(dāng)前位置偏移
ios::end   從結(jié)尾開始偏移

以上代碼最終輸出結(jié)果是：

當(dāng)前輸出流指針位置：12
當(dāng)前輸出流指針位置：16
當(dāng)前輸出流指針位置：8
當(dāng)前輸出流指針位置：4

（5）cout格式化輸出

ostream 類可實現(xiàn)格式化輸出卷胯，ostream 格式化相關(guān)的成員函數(shù)有：

其中 fmtfl 和 mask 的可選值有：

下面是一些舉例說明：

【flags(fmtfl)】 當(dāng)前格式狀態(tài)全部替換為 fmtfl

bool a = true;
cout << a << endl;

bool類型本質(zhì)上是一個整數(shù)司澎，當(dāng)a=true時欺缘，打印顯示為1，當(dāng)a=false時挤安，打印顯示為0谚殊。

如果想要打印顯示為：true 或者 false，那么就需要輸出格式化蛤铜。

bool a = true;
cout.flags(ios::boolalpha);
cout << a << endl;

cout 對象的 flags 函數(shù)傳入的輸出格式為：ios::boolalpha（把 true 和 false 輸出為字符串）嫩絮。

【precision(n)】 設(shè)置輸出浮點(diǎn)數(shù)的精度為 n

float a = 1.1f;
double b = a / 3;
cout << b << endl;

以上代碼的打印結(jié)果是：

0.366667

如果要求只保留兩位小數(shù)，那么需要將輸出結(jié)果格式化：

float a = 1.1f;
double b = a / 3;
cout.precision(2);
cout << b << endl;

輸出結(jié)果是：

0.37

【width(w)】 指定輸出寬度為 w 個字符

cout.width(20);
cout << "zhangsan" << endl;

以上代碼的輸出結(jié)果是：

        zhangsan

輸出寬度為20围肥，默認(rèn)右對齊剿干。

對齊方式分為：左對齊和右對齊，可以設(shè)置flag保證其對其方式：

左對齊：

cout.flags(ios::left);

右對齊：

cout.flags(ios::right);

【正數(shù)符號的輸出】

有關(guān)負(fù)數(shù)和正數(shù)的輸出穆刻，負(fù)數(shù)的輸出都是帶有 - 號的置尔，正數(shù)的輸出默認(rèn)不帶 + 號，如果想要輸出正數(shù)的符號氢伟，就需要對正數(shù)的輸出進(jìn)行格式化：

cout.flags(ios::showpos);
cout << 100 << endl;

輸出結(jié)果是：

+100

結(jié)合 ios::internal 使用榜轿，將數(shù)值的符號位在域?qū)拑?nèi)左對齊，數(shù)值右對齊朵锣，中間由填充字符填充：

cout.width(20);
cout.flags(ios::showpos | ios::internal);
cout << 100 << endl;

輸出結(jié)果是：

+                100

【fill(c)】 在指定輸出寬度的情況下谬盐，輸出的寬度不足時用字符 c 填充（默認(rèn)情況是用空格填充）

cout.width(20);
cout << "zhangsan" << endl;

以上代碼的輸出結(jié)果是：

        zhangsan

輸出結(jié)果前面默認(rèn)用空格填充，相當(dāng)于：

cout.width(20);
cout.fill();
cout << "zhangsan" << endl;

但是猪勇，如果想要將左邊的空格用其它字符填充设褐，需要調(diào)用 fill 函數(shù)填充字符：

cout.width(20);
cout.fill('#');
cout << "zhangsan" << endl;

輸出結(jié)果是：

############zhangsan

【進(jìn)制輸出】

cout 有關(guān)進(jìn)制的輸出格式有：

ios::dec：設(shè)置整數(shù)的基數(shù)為 10
ios::oct：設(shè)置整數(shù)的基數(shù)為 8
ios::hex：設(shè)置整數(shù)的基數(shù)為 16

代碼如下：

int a = 177;

cout.flags(ios::dec); // 10進(jìn)制輸出
cout << a << endl;

cout.flags(ios::oct); // 8進(jìn)制輸出
cout << a << endl;

cout.flags(ios::hex); // 16進(jìn)制輸出
cout << a << endl;

以上代碼的輸出結(jié)果為：

177
261
b1

其中，8進(jìn)制和16進(jìn)制的輸出結(jié)果很奇怪泣刹，它們并不是很標(biāo)準(zhǔn)化（8進(jìn)制應(yīng)該以0開頭助析，16進(jìn)制應(yīng)該以0x開頭），使用輸出格式：ios::showbase 可以讓進(jìn)制數(shù)顯示的更加標(biāo)準(zhǔn)椅您，代碼如下：

int a = 177;

cout.flags(ios::dec); // 10進(jìn)制輸出
cout << a << endl;

cout.flags(ios::oct | ios::showbase); // 8進(jìn)制輸出
cout << a << endl;

cout.flags(ios::hex | ios::showbase); // 16進(jìn)制輸出
cout << a << endl;

輸出結(jié)果是：

177
0261
0xb1

【unsetf(mask)】 在當(dāng)前格式的基礎(chǔ)上外冀，刪除 mask 格式

cout.width(20);
cout.flags(ios::showpos | ios::internal);
cout << 100 << endl;

以上代碼的輸出結(jié)果是：

+                100

ios::showpos：表示正數(shù)的符號輸出
ios::internal：表示符號左對齊，數(shù)值右對齊

如果想要去掉 ios::internal掀泳，就需要調(diào)用 unsetf 函數(shù)：

cout.width(20);
cout.flags(ios::showpos | ios::internal);
cout.unsetf(ios::internal);
cout << 100 << endl;

此時的輸出結(jié)果是：

                +100

【setf(fmtfl, mask)】 在當(dāng)前格式的基礎(chǔ)上雪隧，追加 fmtfl 格式，并刪除 mask 格式员舵。其中脑沿，mask 參數(shù)可以省略

如果想要添加某輸出格式，可以使用 setf 函數(shù)：

cout.width(20);
cout.flags(ios::showpos);
cout.setf(ios::internal);
cout << 100 << endl;

以上代碼 setf 只有一個參數(shù)马僻，它可以帶有兩個參數(shù)庄拇，但是目前的測試結(jié)果是有問題的。

【強(qiáng)制輸出浮點(diǎn)數(shù)的小點(diǎn)和尾數(shù) 0】

使用輸出格式 ios::showpoint 可以強(qiáng)制輸出浮點(diǎn)數(shù)的小點(diǎn)和尾數(shù) 0：

float a = 1;
cout.flags(ios::showpoint);
cout << a << endl;

輸出結(jié)果是：

1.00000

【科學(xué)計數(shù)法格式輸出】

使用輸出格式：ios::scientific 可以將浮點(diǎn)數(shù)以科學(xué)記數(shù)法格式輸出韭邓，代碼如下：

float a = 1.11f;
cout.flags(ios::scientific);
cout << a << endl;

輸出結(jié)果是：

1.110000e+00

如果想恢復(fù)成小數(shù)輸出措近，可以重新執(zhí)行小數(shù)輸出格式：ios::fixed，代碼如下：

float a = 1.11f;
cout.flags(ios::scientific);
cout << a << endl;
cout.flags(ios::fixed);
cout << a << endl;

輸出格式為：

1.110000e+00
1.110000

【大寫格式輸出】

使用輸出格式：ios::uppercase 可以實現(xiàn)大寫格式輸出女淑，但是只適用于科學(xué)計數(shù)法和16進(jìn)制瞭郑，演示代碼如下：

float a = 1.11f;
cout.flags(ios::scientific | ios::uppercase); // 科學(xué)計數(shù)法小寫字母轉(zhuǎn)大寫字母
cout << a << endl;

int b = 177;
cout.flags(ios::hex | ios::showbase | ios::uppercase); // 16進(jìn)制的小寫字母轉(zhuǎn)大寫字母
cout << b << endl;

輸出結(jié)果是：

1.110000E+00
0XB1

（6）使用流操縱算子格式化輸出

<iomanip> 頭文件中定義的一些常用的格式控制符，它們都可用于格式化輸出：

其用法可以舉例說明：

int a = 177;
cout << hex << a << endl; // 16進(jìn)制格式輸出
cout << setbase(8) << a << endl; // 8進(jìn)制格式輸出

float b = 1.11f;
cout << scientific << b << endl; // 科學(xué)計數(shù)法格式輸出

float c = 1.110000e+00;
cout << fixed << c << endl; // 小數(shù)格式輸出

string e = "zhangsan";
cout << setw(20) << left << setfill('C') << e << endl; // 寬度為20凤优，左對齊，用字符C填充

cout << setprecision(2) << 1.1111 << endl; // 設(shè)置浮點(diǎn)數(shù)的精度蜈彼，保留2位小數(shù)

float f = 1.11f;
cout << setiosflags(ios::scientific) << f << endl; // 在當(dāng)前格式狀態(tài)下筑辨，追加 mask 格式
cout << resetiosflags(ios::scientific) << f << endl; // 在當(dāng)前格式狀態(tài)下，刪除 mask 格式

輸出結(jié)果是：

b1
261
1.110000e+00
1.110000
zhangsanCCCCCCCCCCCC
1.11
0x1.1c28f60000000p+0
1.11

（7）輸入輸出重定向

在默認(rèn)情況下幸逆，cin 只能接收從鍵盤輸入的數(shù)據(jù)棍辕，cout 也只能將數(shù)據(jù)輸出到屏幕上。但通過重定向还绘，cin 可以將指定文件作為輸入源楚昭，即接收文件中早已準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)，同樣 cout 可以將原本要輸出到屏幕上的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)而寫到指定文件中拍顷。

C++ 中抚太，實現(xiàn)重定向的常用方式有 3 種，分別是：

（1）freopen()函數(shù)實現(xiàn)重定向

    FILE* file = new FILE();
    string lineStr;

    freopen_s(&file, "in.txt", "r", stdin); // 將標(biāo)準(zhǔn)輸入流重定向到 in.txt 文件
    freopen_s(&file, "out.txt", "w", stdout); // 將標(biāo)準(zhǔn)輸出重定向到 out.txt文件
    while (cin >> lineStr) 
    {
        cout << lineStr << endl;
    }
    fclose(stdout);
    fclose(stdin);

此時昔案，cin 和 cout 被重定向為文件的輸入輸出尿贫，那么怎么恢復(fù)到控制臺輸出呢？

恢復(fù)到控制臺輸出：
    freopen_s(&file, "CON", "w", stdout); 
恢復(fù)到控制臺輸入（目測無效）：
    freopen_s(&file, "CON", "r", stdin);

（2）rdbuf()函數(shù)實現(xiàn)重定向

    ifstream fin("in.txt"); //打開 in.txt 文件踏揣，等待讀取
    ofstream fout("out.txt"); // 打開 out.txt 文件庆亡，等待寫入
    streambuf* oldcin;
    streambuf* oldcout;
    string linStr;
    oldcin = cin.rdbuf(fin.rdbuf()); // 用 rdbuf() 重新定向
    oldcout = cout.rdbuf(fout.rdbuf()); //用 rdbuf() 重新定向
    while (cin >> linStr) // // 從input.txt文件讀入，并寫入 out.txt
    {
        cout << linStr << endl;
    }
    cin.rdbuf(oldcin); // 恢復(fù)鍵盤輸入
    cout.rdbuf(oldcout); //恢復(fù)屏幕輸出

    fin.close();
    fout.close();

（3）通過控制臺實現(xiàn)重定向

cmd打開控制臺捞稿，輸入：xxx.exe又谋，執(zhí)行應(yīng)用的可執(zhí)行文件"xxx.exe"可以直接運(yùn)行代碼拼缝，但是這樣無法做到 cin 和 cout 的重定向；
如果輸入：xxx.exe <in.txt >out.txt 的話彰亥，可以做到重定向咧七；

<in.txt：將 cin 從控制臺輸入重定向到文件（in.txt）輸入，當(dāng)前目錄要確保存在文件 in.txt剩愧；
>out.txt：將 cout 從控制臺輸出重定向到文件（out.txt）輸出猪叙。

編輯代碼：

string lineStr;
while(cin >> lineStr)
    cout << lineStr << endl;

在控制臺輸入：xxx.exe <in.txt >out.txt 

此時發(fā)現(xiàn)娇斩，in.txt 中的文本已經(jīng)寫到out.txt文件中仁卷。

（8）如何忽視輸入的指定字符

int n;
cin.ignore();
cin >> n;
cout << n;

cin 的 ignore 函數(shù)可以實現(xiàn)忽視輸入的字符，以上代碼中 ignore() 忽視一個字符犬第，假如輸入：

12345

那么輸出結(jié)果是：

2345

ignore 函數(shù)還可以含有一個形式參數(shù)

istream & ignore(int n =1);

表示跳過幾個字符锦积。

ignore 函數(shù)還可以含有兩個形式參數(shù)：

istream & ignore(int n =1, int delim = EOF);

此函數(shù)的作用是跳過輸入流中的 n 個字符，或跳過 delim 及其之前的所有字符歉嗓，哪個條件先滿足就按哪個執(zhí)行丰介。
兩個參數(shù)都有默認(rèn)值，因此 cin.ignore() 就等效于 cin.ignore(1, EOF)鉴分， 即跳過一個字符哮幢。

兩個參數(shù)的舉例代碼：

int n;
cin.ignore(5, '1');
cin >> n;
cout << n;

輸入和輸出結(jié)果是：

ABC123
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（9）查看輸入流下一個字符

cin 的 peek() 函數(shù)可以查看輸入流下一個字符。

[本章完...]