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[C/C++]C++的IO流

Lin_R / 1942人阅读

摘要:二中流的概念中的流是对一种有序连续且具有方向性的数据的抽象描述。用来进行标准错误的输出。在使用时候必须要包含文件并引入标准命名空间。实际是在其底层维护了一个类型的对象用来保存结果。可以使用将让返回其底层的对象。

 本文对比了C语言的输入与输出,介绍了流的概念、C++IO流以及stringstream。

 

目录

一、C语言的输入与输出

二、C++中流的概念

三、C++IO流

1.C++标准IO流

2. C++文件IO流 

四、stringstream


一、C语言的输入与输出

C语言中我们最长用到的输入输出方式就是scanf ()与printf()。

scanf(): 从标准输入设备(键盘)读取数据,并将值存放在变量中。

printf(): 将指定的文字/字符串输出到标准输出设备(屏幕)。

C语言借助了相应的缓冲区来进行输入与输出。如下图所示: 

 

其中,输入输出缓冲区的作用:可以屏蔽掉低级I/O的实现,低级I/O的实现依赖操作系统本身内核的实现,所以如果能够屏蔽这部分的差异,可以很容易写出可移植的程序。
可以使用这部分的内容实现“行”读取的行为,对于计算机而言是没有“行”这个概念,就可以定义“行”的概念,然后解析缓冲区的内容,返回一个“行”。

二、C++中流的概念

C++中的流是对一种有序连续且具有方向性的数据的抽象描述。

C++流是指信息从外部输入设备(如键盘)向计算机内部(如内存)输入和从内存向外部输出设备(显示器)输出的过程。

特点是:有序连续、具有方向性。

为了实现这种流动,C++定义了I/O标准类库,这些每个类都称为流/流类。

三、C++IO流

C++系统实现了一个庞大的类库,其中ios为基类,其他类都是直接或间接派生自ios类

1.C++标准IO流

C++标准库提供了4个全局流对象cin、cout、cerr、clog。

cout进行标准输出,即数据从内存流向控制台(显示器)。

cin进行标准输入即数据通过键盘输入到程序中。

cerr用来进行标准错误的输出。

clog进行日志的输出,

从上图可以看出,cout、cerr、clog是ostream类的三个不同的对象,因此这三个对象现在基本没有区别,只是应用场景不同。在使用时候必须要包含文件并引入std标准命名空间。


另外:
(1)cin为缓冲流。键盘输入的数据保存在缓冲区中,当要提取时,是从缓冲区中拿。只有把输入缓冲区中的数据取完后,才要求输入新的数据。
(2)输入的数据类型必须与要提取的数据类型一致,否则出错。
(3)空格和回车都可以作为数据之间的分格符,所以多个数据可以在一行输入,也可以分行输入。但如果是字符型和字符串,则空格(ASCII码为32)无法用cin输入,字符串中也不能有空格。回车符也无法读入。
(41)cin和cout可以直接输入和输出内置类型数据,标准库已经将所有内置类型的输入和输出全部重载了:

(5)自定义类型需要对<<和>>进行重载。

2. C++文件IO流 

C++根据文件内容的数据格式分为二进制文件文本文件

采用文件流对象操作文件的一般步骤:

(1) 定义一个文件流对象【ifstream ifile(只输入用),ofstream ofile(只输出用),fstream iofile(既输入又输出用)】
(2) 使用文件流对象的成员函数打开一个磁盘文件
(3) 使用提取和插入运算符对文件进行读写操作,或使用成员函数进行读写
(4) 关闭文件

四、stringstream

在C语言中,如果想要将一个整形变量的数据转化为字符串格式,可以使用itoa()函数,或使用sprintf()函数
但在转化时,都得需要先给出保存结果的空间,空间不好界定,且转化格式不匹配时,可能还会得到错误的结果甚至程序崩溃。

int main(){    int n = 123456789;    char s1[32];    _itoa(n, s1, 10);    char s2[32];    sprintf(s2, "%d", n);    char s3[32];    sprintf(s3, "%f", n);    return 0;}

在C++中,可以使用stringstream类对象来避开此问题。
使用时要包含头文件sstream。该头文件下,标准库三个类:istringstream、ostringstream 和 stringstream,分别用来进行流的输入、输出和输入输出操作
其中stringstream主要可以用来:将数值类型数据格式化为字符串,字符串拼接。

stringstream实际是在其底层维护了一个string类型的对象用来保存结果
多次数据类型转化时,一定要用clear()来清空,才能正确转化,但clear()不会将stringstream底层的string对象清空。
可以使用s. str("")方法将底层string对象设置为""空字符串

可以使用s.str()将让stringstream返回其底层的string对象
stringstream使用string类对象代替字符数组,可以避免缓冲区溢出的危险,而且其会对参数类型进
行推演,不需要格式化控制,也不会出现格式化失败的风险。

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