• #1.IO類
  • IO對(duì)象無(wú)拷貝或賦值
  • 條件狀態(tài)
  • 管理輸出緩沖
• #2.文件輸入輸出
  • 使用文件流對(duì)象
  • 文件模式
• #3.string流
  • 使用istringstream
  • 使用ostringstream

C++語(yǔ)言不直接處理輸入輸出，而是通過一族定義在標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的類型來處理IO赋焕。

#1. IO類

iostream定義了用于讀寫流的基本類型，fstream定義了讀寫命名文件的類型，sstream定義了讀寫內(nèi)存string對(duì)象的類型芥牌。

1.1 IO對(duì)象無(wú)拷貝或賦值

ofstream out1,out2;
out1 = out2; //錯(cuò)誤：不能對(duì)流對(duì)象賦值
ofstream print(ofstream); //錯(cuò)誤：不能初始化ofstream參數(shù)
out2 = print(out2); //錯(cuò)誤：不能拷貝流對(duì)象

由于不能拷貝IO對(duì)象贫途，因此我們也不能將形參或返回類型設(shè)置為流類型坎匿。進(jìn)行IO的函數(shù)通常以引用方式傳遞和返回流。讀寫一個(gè)IO對(duì)象會(huì)改變其狀態(tài)吭净，因此傳遞和返回的引用不能是const的。

1.2 條件狀態(tài)

IO操作一個(gè)與生俱來的問題是可能發(fā)生錯(cuò)誤肴甸。一些錯(cuò)誤是可恢復(fù)的寂殉，而其他錯(cuò)誤則發(fā)生在系統(tǒng)深處，已經(jīng)超出了應(yīng)用程序可以修正的范圍原在。表中列出了IO類定義了一些函數(shù)和標(biāo)志友扰，可以幫助我們?cè)L問和操作流的條件狀態(tài)。

查詢流的狀態(tài)

將流作為條件使用甚负，只能告訴我們流是否有效，而無(wú)法告訴我們具體發(fā)生了什么审残。有時(shí)我們需要知道流為什么失敗梭域。

IO庫(kù)提供了一個(gè)與機(jī)器無(wú)關(guān)的iostate類型，它提供了表達(dá)流狀態(tài)的完整功能搅轿。IO庫(kù)定義了4個(gè)iostate類型的constexpr值表示特定的位模式病涨。badbit表示系統(tǒng)級(jí)錯(cuò)誤，如不可恢復(fù)的讀寫錯(cuò)誤璧坟。在發(fā)生可恢復(fù)錯(cuò)誤后既穆，failbit被置位赎懦。如果到達(dá)文件結(jié)束位置，eofbit和failbit都會(huì)被置位循衰。goodbit的值為0铲敛，表示流未發(fā)生錯(cuò)誤。如果bidbit会钝、failbit和eofbit任一個(gè)被置位伐蒋，則檢測(cè)流狀態(tài)的條件會(huì)失敗。

管理?xiàng)l件狀態(tài)

流對(duì)象的rdstate成員返回一個(gè)iostate值迁酸，對(duì)應(yīng)流的當(dāng)前狀態(tài)先鱼。setState操作將給定條件位置位，表示發(fā)生了對(duì)應(yīng)錯(cuò)誤奸鬓。

auto old_state = cin.rdstate(); //記住cin的當(dāng)前狀態(tài)
cin.clear(); //使cin有效
process_input(cin); //使用cin
cin.setstate(old_state); //將cin置為原有狀態(tài)

1.3 管理輸出緩沖

每個(gè)輸出流都管理一個(gè)緩沖區(qū)焙畔，用來保存程序讀寫的數(shù)據(jù)。例如串远，如果執(zhí)行下面的代碼：

os << "Please enter a value";

文本可能立即打印出來宏多，也可能被操作系統(tǒng)保存在緩沖區(qū)中，隨后再打印澡罚。有了緩沖機(jī)制伸但，操作系統(tǒng)就可以將程序的多個(gè)輸出操作組合成單一的系統(tǒng)級(jí)寫操作。

導(dǎo)致緩沖刷新的原因有很多：

• 程序正常結(jié)束留搔，作為main函數(shù)的return操作的一部分更胖，緩沖刷新被執(zhí)行。
• 緩沖區(qū)滿時(shí)隔显，需要刷新緩沖區(qū)却妨，而后新的數(shù)據(jù)才能寫入緩沖區(qū)。
• 我們可以使用操縱符如endl來顯示刷新緩沖區(qū)括眠。
• 在每個(gè)輸出操作之后彪标，我們可以使用操縱符unitbuf設(shè)置流的內(nèi)部狀態(tài)，來清空緩沖區(qū)掷豺。
• 一個(gè)輸出流可能被關(guān)聯(lián)到另一個(gè)流捐下。在這種情況下，當(dāng)讀寫被關(guān)聯(lián)的流時(shí)萌业，關(guān)聯(lián)到的流的緩沖區(qū)會(huì)被刷新坷襟。

刷新輸出緩沖區(qū)

我們已經(jīng)使用過操縱符endl，它完成換行并刷新緩沖區(qū)的工作生年。

cout << "hi!" << endl; //輸出hi和一個(gè)換行婴程，然后刷新緩沖區(qū)
cout << "hi!" << flush; //輸出hi,然后刷新緩沖區(qū)，不附加任何額外字符
cout << "hi!" << ends; //輸出hi和一個(gè)空字符抱婉，然后刷新緩沖區(qū)

unitbuf操作符

如果想在每次操作后都刷新緩沖區(qū)档叔，可以使用unitbuf操縱符桌粉。它告訴流接下來的每次寫操作之后都進(jìn)行一次flush操作。而nounitbuf操縱符則重置流衙四，使其恢復(fù)使用正常的系統(tǒng)管理的緩沖區(qū)刷新機(jī)制：

cout << unitbuf; //所有輸出操作后都會(huì)立即刷新緩沖區(qū)
//任何輸出都立即刷新铃肯，無(wú)緩沖
cout << nounitbuf; //回到正常的緩沖方式

==如果程序崩潰，輸出緩沖區(qū)不會(huì)被刷新传蹈。==

關(guān)聯(lián)輸入和輸出流

當(dāng)一個(gè)輸入流被關(guān)聯(lián)到一個(gè)輸出流時(shí)押逼，任何試圖從輸入流讀取數(shù)據(jù)的操作都會(huì)先刷新關(guān)聯(lián)的輸出流。標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)將cout和cin關(guān)聯(lián)在一起惦界，因此下面語(yǔ)句：

cin >> ival;

導(dǎo)致cout緩沖區(qū)被刷新挑格。

==交互式系統(tǒng)應(yīng)該關(guān)聯(lián)輸入流和輸出流。這意味著所有輸出沾歪，包括用戶提示信息漂彤，都會(huì)在讀操作之前被打印出來。==

#2 文件輸入輸出

頭文件fstream定義了三個(gè)類型來支持文件IO:ifstream從一個(gè)給定文件讀取數(shù)據(jù)灾搏，ofstream向一個(gè)給定文件寫入數(shù)據(jù)挫望，以及fstream可以讀寫給定文件。

除了繼承自iostream類型的行為之外狂窑，fstream中定義的類型還增加了一些新的成員管理與流關(guān)聯(lián)的文件士骤。表中列出了這些操作，我們可以對(duì)fstream蕾域、ifstream和ofstream對(duì)象調(diào)用這些操作，但不能對(duì)其他IO類型調(diào)用這些操作到旦。

2.1 使用文件流對(duì)象

當(dāng)我們想要讀寫一個(gè)文件時(shí)识虚，可以定義一個(gè)文件流對(duì)象，并將對(duì)象與文件關(guān)聯(lián)起來妒茬。每個(gè)文件流類都定義了一個(gè)名為open的成員函數(shù)担锤，它完成一些系統(tǒng)相關(guān)的操作，來定位給定的文件乍钻，并視情況打開為讀或?qū)懩Ｊ健?/p>

ifstream in(ifile); //構(gòu)造一個(gè)ifstream并打開給定文件
ofstream out; //輸出文件流并未關(guān)聯(lián)任何文件

用fstream代替iostream&

接受一個(gè)iostream類型引用參數(shù)的函數(shù)肛循，可以用一個(gè)對(duì)應(yīng)的fstream類型來調(diào)用。

成員函數(shù)open和close

如果我們定義了一個(gè)空文件流對(duì)象团赁，可以隨后調(diào)用open來將它與文件關(guān)聯(lián)起來：

ifstream in(ifile); //構(gòu)筑一個(gè)ifstream并打開給定文件
ofstream out; //輸出文件流并未與任何文件關(guān)聯(lián)
out.open(ifile + ".copy"); //打開指定文件

如果調(diào)用open失敗育拨，failbit會(huì)被置位。

自動(dòng)構(gòu)造和析構(gòu)

for(auto p = argv + 1;p != argv + argc;++p) {
    ifstream input(*p); //創(chuàng)建輸入流并打開文件
    if(input) { //如果文件打開成功欢摄，“處理”此文件
        process(input);
    }else {
        cerr << "couldn't open: " << string(*p); 
    }
} //每個(gè)循環(huán)步input都會(huì)離開作用域熬丧，因此會(huì)被銷毀。

==當(dāng)一個(gè)fstream對(duì)象被銷毀時(shí)怀挠，close會(huì)自動(dòng)被調(diào)用析蝴。==

2.2 文件模式

每個(gè)流都有一個(gè)關(guān)聯(lián)的文件模式，用來指出如何使用文件绿淋。表給出了文件模式和它們的定義：

無(wú)論用哪種方式打開文件闷畸，我們都可以指定文件模式，指定文件模式有如下限制：

• 只可以對(duì)ofstream或fstream對(duì)象設(shè)定out模式吞滞。
• 只可以對(duì)ifstream或fstream對(duì)象設(shè)定in模式佑菩。
• 只有當(dāng)out也被設(shè)定時(shí)才可設(shè)定trunc模式。
• 只要trunc沒被設(shè)定裁赠，就可以設(shè)定app模式茧痒。在app模式下桥状，即使沒有顯示指定out模式息尺，文件也總是以輸出方式被打開字币。
• 默認(rèn)情況下，即使沒有指定trunc一忱，以out模式打開的文件也會(huì)被截?cái)嗔榱吮Ａ粢詏ut模式打開的文件的內(nèi)容，我們必須同時(shí)指定app模式帘营，這樣只會(huì)將數(shù)據(jù)追加寫到文件末尾票渠；或者同時(shí)指定in模式，即打開文件同時(shí)進(jìn)行讀寫操作芬迄。
• ate和binary模式可用于任何類型的文件流對(duì)象庄新，且可以與其他任何文件模式組合使用

每個(gè)文件流類型都定義了一個(gè)默認(rèn)的文件模式，當(dāng)我們未指定文件模式時(shí)，就使用此默認(rèn)模式择诈。與ifstream關(guān)聯(lián)的文件默認(rèn)以in模式打開械蹋；與ofstream關(guān)聯(lián)的文件默認(rèn)以out模式打開；與fstream關(guān)聯(lián)的文件默認(rèn)以in和out模式打開羞芍。

以out模式打開文件會(huì)丟失已有數(shù)據(jù)

默認(rèn)情況下哗戈，我們打開一個(gè)ofstream時(shí)，文件的內(nèi)容會(huì)被丟棄荷科。阻止一個(gè)ofstream清空給定文件內(nèi)容的方法是同時(shí)指定app模式：

//在這幾條語(yǔ)句中唯咬，file1都被截?cái)?ofstream out("file1"); //隱含以輸出模式打開文件并截?cái)辔募?ofstream out2("file1",ofstream::out); //隱含地截?cái)辔募?ofstream out3("file1",ofstream::out||ofstream::trunc);

//為了保留文件內(nèi)容，我們必須顯示指定app模式
ofstream app("file2",ofstream::app); //隱含為輸出模式
ofstream app2("file2", ofstream::out | ofstream::app);

==保留被ofstream打開文件中已有數(shù)據(jù)的唯一方法是顯示指定app或in模式畏浆。==

每次調(diào)用open時(shí)都會(huì)確定文件模式

對(duì)于一個(gè)給定流胆胰，每當(dāng)打開文件時(shí)，都可以該變其文件模式：

ofstream out; //未指定文件打開模式
out.open("scratchpad"); //模式隱含設(shè)置為輸出和截?cái)?out.close(); //關(guān)閉out刻获，以便我們將其用于其他文件
out.open("precious",ofstream::app); //模式為輸出和追加
out.close();

第一個(gè)open調(diào)用沒指定輸出模式蜀涨，文件隱式地以out模式打開。通常情況下蝎毡，out模式意味著同時(shí)使用trunc模式厚柳。因此，當(dāng)前目錄名為scratchpad的文件的內(nèi)容將被清空沐兵。當(dāng)打開名為precious的文件時(shí)别垮，我們指定了append模式。文件中已有的數(shù)據(jù)都得以保留扎谎，所有寫操作都在文件末尾進(jìn)行碳想。

==每次打開文件時(shí)，都要設(shè)置文件模式毁靶，可能是顯示地設(shè)置胧奔，也可能是隱式地設(shè)置。當(dāng)程序未指定模式時(shí)老充，就使用默認(rèn)值。==

#3. string流

istringstream從string讀取數(shù)據(jù)螟左，ostringstream向string寫入數(shù)據(jù)啡浊，而頭文件stringstream既可從string讀取數(shù)據(jù)也可向string寫數(shù)據(jù)。

3.1 使用istringstream

struct PersonInfo {
    string name;
    vector<string> phones;
};

string line, word; //分別保存來自輸入的一行和單詞
vector<PersonInfo> people; //保存來自輸入的所有記錄
//逐行從輸入讀取數(shù)據(jù)，直至cin遇到文件尾
while (getline(cin,line)) {
    PersonInfo info; //創(chuàng)建一個(gè)保存此記錄的數(shù)據(jù)對(duì)象
    istringstream record(line); //將記錄綁定到剛讀入的行
    record >> info.name; //讀取名字
    while (record >> word) { //讀取電話號(hào)碼
        info.phones.push_back(word); //保存它們
    }
    people.push_back(info); //將此記錄追加到people末尾
}

3.2 使用ostringstream

但我們逐步構(gòu)造輸出钳吟，希望最后一起打印時(shí)廷粒，ostringstream是很有用的。

for(const auto &entry:people) { //對(duì)于people中的每一項(xiàng)
    ostringstream formatted,badNums; //每個(gè)循環(huán)步創(chuàng)建的對(duì)象
    for(const auto &nums:entry.phones) {
        if(!valid(nums)) {
            badNums << " " << nums; //將數(shù)的字符串形式存入badNums
        }else {
            formatted << " " << format(nums);
        }
    }
    if(badNums.str().empty()) { //沒有錯(cuò)誤的數(shù)
        os << entry.name << " "
        <<formatted.str() << endl;
    }else {
        cerr << "input error: " << entry.name 
            <<" invalid numbers " << badNums.str() << endl;
    }
}