C++ 输入输出流

输入输出流基本概念

与输入输出流操作相关的类：类的继承关系从上往下如下图所示

• istream：用于输入的流类，cin 是该类的对象
• ostream：用于输出的流类，cout cerr clog 是该类的对象
• ifstream：用于从文件读取数据的类
• ofstream：用于向文件写入数据的类
• iostream：既能用于输入，又能用于输出的类
• fstream：既能从文件读取数据，又能向文件写入数据的类

标准流对象：

• cin 对应于标准输入流，用于从键盘读取数据，也可以被重定向为从文件中读取数据

• cout 对应于标准输出流，用于从屏幕输出数据，也可以被重定向为向文件写入数据

• cerr 对应于标准错误输出流，用于向屏幕输出出错信息

• clog 对应于标准错误输出流，用于向屏幕输出错误信息

• cerr 和 clog 的区别在于 cerr 不使用缓冲区，直接向显示器输出出错信息；而 clog 中的信息先会被存放到缓冲区，缓冲区满或者刷新时才输出到屏幕。

istream 类的成员函数：

• istream & getline(char* buf, int bufSize); ：从输入流中读取 bufSize-1 个字符到缓冲区 buf 或读到碰到 \n 为止
• istream & getline(char* buf, int bufSize, char delim); ：从输入流中读取 bufSize-1 个字符到缓冲区 buf 或读到碰到字符 delim 为止。如果一次读入的字符个数超过了 bufSize-1 不会影响本次读入，但是之后的读入都会失败。另外，可以用 getline() 的返回值判断输入是否结束 if(!cin.getline())。
• bool eof(); 判断输入流是否结束
• int peek(); 返回下一个字符，但不从输入流中去掉
• istream & putback(char c); 将字符 c 放回输入流
• iostream & ignore(int nCount = 1, int delim = EOF); 从流中删掉最多 nCount 个字符，遇到 EOF 时结束

流操纵算子控制输出格式：

int main(){

    // 分别以十六进制、十进制、八进制先后输出 n
    int n = 141;
    cout << "1) " << hex << n << " ";
    cout << dec << n << " ";
    cout << oct << n <<endl;

    // 保留 5 位有效数字
    double x = 1234567.89, y = 12.34567;
    cout << "2) " << setprecision(5) << x << " " << y <<endl;

    // 保留小数点后 5 位 定点输出浮点数
    cout << "3) " << fixed << setprecision(5) << x << " " << y <<endl;

    // 科学计数法输出，且保留小数点后 5 位
    cout << "4) " << scientific << setprecision(5) << x << " " << y <<endl;

    // 非负数要显示正号，输出宽度为 12 字符， 宽度不足则用 * 号填补
    cout << "5) " << showpos << fixed << setw(12) << setfill('*') << 12.1 <<endl;

    // 非负数不显示正号，输出宽度为 12 字符， 左对齐 宽度不足则右边用填充字符填补
    cout << "6) " << noshowpos << setw(12) << left << 12.1 <<endl;

    // 输出宽度为 12 字符，右对齐 宽度不足则左边用填充字符填补
    cout << "7) " << setw(12) << right << 12.1 << endl;

    // 宽度不足时，符号和数值分列左右，中间用填充字符填补
    cout << "8) " << setw(12) << internal << -12.1 <<endl;
    cout << "9) " << 12.1 <<endl;

    return 0;
}

文件读写

创建文件

​ 调用头文件 #include <fstream> 中的函数ofstream outFile("data.txt", ios::out|ios::binary); 创建文件，其中第一个参数表示要创建的文件的名字 data.txt；ios::out 表示文件打开方式，out 表示输出内容到该文件，删除原有文件内容，app 表示输出内容到该文件，保留原有内容，从尾部追加；ios::binary 表示以二进制文件格式打开文件。

​ 除了 直接创建 ofstream 对象 outFile 也可以先创建对象，再用 open 函数打开该文件，形如 ofstream fout; fout.open("data.txt", ios::out|ios::binary) 。判断文件是否打开可以直接使用被重载的 ! 运算符，if(!fout){} 进行判断。

文件的读写指针

​ 文件的读写指针并不是真正意义上的指针，它用来表示文件操作的当前位置，该指针在那里，读写操作就在哪里进行。对于输入文件，有一个读指针；对于输出文件，有一个写指针；对于输入输出文件，有一个读写指针。

​ 输出文件，写指针：tellp()/seekp()

ofstream fout("test.out", ios::app); 
long location = fout.tellp(); // 获取写指针的位置
location = 10;  // location 可以为负值
fout.seekp(location); // 将写指针移动到第10个字节处
fout.seekp(location, ios::beg); // 从文件头开始移动location个字节
fout.seekp(location, ios::cur); // 从当前位置开始移动location个字节
fout.seekp(location, ios::end); // 从文件尾开始移动location个字节

​ 输入文件，读指针：tellg()/seekg()

ifstream fin("test.in", ios::ate); // 打开文件并将读指针定位到文件末尾 
long location = fin.tellg(); // 获取写指针的位置
location = 10;  // location 可以为负值
fin.seekg(location); // 将读指针移动到第10个字节处
fin.seekg(location, ios::beg); // 从文件头开始移动location个字节
fin.seekg(location, ios::cur); // 从当前位置开始移动location个字节
fin.seekg(location, ios::end); // 从文件尾开始移动location个字节

字符文件读写：实践示例 将文件 in.txt 里面的整数排序后，输出到 out.txt

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

int main(){

    vector<int> v;
    ifstream srcFile("in.txt", ios::in);
    ofstream destFile("out.txt", ios::out);
    int x;
    while (srcFile >> x)
    {
        v.push_back(x);
    }
    sort(v.begin(), v.end());
    for(int i=0; i< v.size(); i++){
        destFile << v[i] << " ";
    }
   destFile.close();
   srcFile.close();

    return 0;
}

二进制文件读写

二进制读文件：

​ 二进制读文件可以使用 ifstream 和 fstream 的成员函数 istream& read(char* s, long n);，read 函数的作用是将文件读指针指向的地方的 n 个字节内容，读入到内存地址 s，然后将文件读指针向后移动 n 个字节；如果文件使用 ios::in 的方式打开文件，文件的读指针开始指向文件开头。

二进制写文件：

​ 二进制写文件可以使用 ofstream 和 fstream 的成员函数 istream& write(const char* s, long n);，write 函数的作用是将内存地址 s 处的 n 个字节内容，写入到文件中写指针指向的位置，然后将文件写指针向后移动 n 个字节；如果文件使用 ios::out 的方式打开文件，文件的写指针开始指向文件开头；ios::app 方式打开文件时，文件写指针最开始指向文件尾部。

#include<iostream>
#include<fstream>
int main(){
    ofstream fout("data.dat", ios::out|ios::binary);
    int x=120;
    fout.write((const char *)(&x), sizeof(int));
    fout.close();
    ifstream fin("data.dat", ios::in|ios::binary);
    int y;
    fin.read((char *)(&y), sizeof(int));
    fin.close();
    cout << y << endl;
    return 0;
}

文件读写实例-文件拷贝：将 ori.dat 拷贝到 dest.dat ，如果目标文件存在就将其原始文件覆盖。

#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
int main(int argc, char* argv[]){
	if(argc != 3){
        cout << "file name missing1" << endl;
        return 0;
    }
    // 读取二进制文件
    ifstream inFile(argv[1], ios::binary|ios::in);
    if(!inFile){
        cout << "Source file open error." << endl;
        return 0;
    }
	// 写入二进制文件
    ofstream outFile(argv[2], ios::binary|ios::out);
    if(!outFile){
        cout << "New file open error." << endl;
        inFile.close();
        return 0;
    }
    // 拷贝文件
    char c;
    while(inFile.get(c)){ // 每次从源文件读取一个字符
        outFile.put(c); // 每次写入一个字符到目标文件
    }
    outFile.close();
    inFile.close();
    return 0;
}