[C++知识库] 【c ++ primer 笔记】第8章 IO库

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[C++知识库]【c ++ primer 笔记】第8章 IO库

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💛本文摘要💛

本专栏主要是对c++ primer这本圣经的总结，以及每章的相关笔记。目前正在复习这本书。同时希望能够帮助大家一起，学完这本书。本文主要讲解第8章 IO类

文章目录

💕8.1 IO类
??8.1.0前面章节使用的IO库
??8.1.1 IO对象无拷贝或赋值
??8.1.2 条件状态
??8.1.3 管理输出缓冲区

💕8.2 文件输入输出
??8.2.1 使用文件流对象
??8.2.2 文件模式

💕8.3 string流
??8.3.2 使用ostringstream

本章主要介绍函数传参及函数返回结果、函数重载、重载函数应该选择哪个进行调用。

💕8.1 IO类

??8.1.0前面章节使用的IO库

istream：输入流类型，提供输入操作。
ostream：输出流类型，提供输出操作
cin：一个istream对象，从标准输入读取数据。
cout：一个ostream对象，向标准输出写入数据。
cerr：一个ostream对象，向标准错误写入消息。
>>运算符：用来从一个istream对象中读取输入数据。
<<运算符：用来向一个ostream对象中写入输出数据。
getline函数：从一个给定的istream对象中读取一行数据，存入到一个给定的string对象中。

	IO库类型和头文件
头文件	类型
	istream, wistream（从流中读取）
iostream	ostream，wostream（写到流中去）
	iostream，wiostream（对流进行读写）

	ifstream，wifstream（从文件中读取）
fstream	ofstream，wofstream（写到文件中去）
	fstream，wfstream（读写文件）

	istringstream, wistringstream（从string对象中读取）
sstream	ostringstream, wostringstream（写到string对象中去）
	stringstream, wstringstream（对string对象进行读写）

其中带 w 前缀的类型用来操作宽字符语言(wchar_t)。宽字符版本的类型和函数前都有一个 w，如 wcin, wcout, wcerr。
fstream 和 sstream 中的类型都继承自 iostream 中的类型。
可以将一个派生类对象当成基类对象来使用。
所有这些输入输出流对象的 >> 操作都是读取一个单词。

理解：

输入流和输出流都是流对象，输入流就是要用 >> 把流对象中的内容保存到变量中，输出流就是要用<<把变量保存到流对象中。一个流是和控制台窗口或一个文件或字符串等相关联的，如 cin、cout 都和控制台窗口相关联。

??8.1.1 IO对象无拷贝或赋值

IO对象不能存在容器里.
不能拷贝或对 IO 对象赋值
形参或返回类型不能设置成流类型。
进行 IO 操作的函数通常以引用形式传递和返回流。（形参和返回类型一般是流的引用。）
读写 IO 对象会改变其状态，因此引用不能是 const 的。

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??8.1.2 条件状态

IO操作可能会发生不可预知的错误，一些错误是课恢复的，一些操作是不可恢复的，我们在使用一个流之前，应该检查它是否处于良好状态。
条件状态用来查看流状态

IO 库的状态

状态	解释
`strm:iostate`	作为位集合来使用，可以表达流的完整状态。通过位运算符可以一次性检测或设置多个标志位。
`strm:badbit	表示流已崩溃，是系统及错误或不可恢复的读写错误。流无法再使用。
`strm:failbit`	表示一个 IO 操作失败了，是可恢复错误。修正后流可以继续使用。
`strm:eofbit`	用来指出流到达了文件结束
`strm:goodbit`	用来指出流未处于错误状态，此值保证为零
`s.eof()`	若流`s`的`eofbit`置位，则返回`true`
`s.fail()`	若流`s`的`failbit`置位，则返回`true`
`s.bad()`	若流`s`的`badbit`置位，则返回`true`
`s.good()`	若流`s`处于有效状态，则返回`true`
`s.clear()`	将流`s`中所有条件状态位复位，将流的状态设置成有效，返回`void`
`s.clear(flags)`	将流`s`中指定的条件状态位`复位`，返回`void`
`s.setstate(flags)`	根据给定的标志位，将流`s`中对应的条件状态位`置位`，返回`void`
`s.rdstate()`	返回流`s`的当前条件状态，返回值类型为`strm::iostate`

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检查流的状态

while(cin >> word); // >> 表达式返回流的状态
while(cin.good());  // 意义同上
while(!cin.fail()); // 意义同上。

管理条件状态

cin.rdstate();      //返回一个 iostate 值表示当前状态。
cin.setstate(state);//接受一个 iostate 类型的参数，将给定条件位置位。
cin.clear();        //清除（复位）所有错误标志位，cin.clear() 后，cin.good() 会返回 true
cin.clear(state);   //接受一个 iostate 类型的参数，设为流的新状态。

设置某个标志位的方式

cin.clear(cin.rdstate() & ~cin.failbit);//将 failbit 复位

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??8.1.3 管理输出缓冲区

每个输出流都管理一个缓冲区，执行输出的代码，文本串可能立即打印出来，也可能被操作系统保存在缓冲区内，随后再打印。

缓冲刷新（即数据真正写到设备或文件）的原因：

程序正常结束，作为main函数的return操作的一部分，缓冲刷新被执行。
缓冲区满
使用操纵符如 endl, flush, ends 来显示刷新缓冲区
一个输出流可能关联到另一个流。当读写被关联的流时，关联到的流的缓冲区就会被刷新如读 cin 或写 cerr 都会刷新 cout 的缓冲区
使用操纵符unitbuf设置流的内部状态来清空缓冲区。

操纵符 endl, flush, ends
unitbuf：告诉流接下来每次写操作之后都进行一次 flush 操作
nounitbuf：重置流，恢复正常的刷新机制
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注意：如果程序异常终止，将不会刷新缓冲区，即此时相应的输出操作已执行但没有打印。

关联输入和输出流

当一个输入流关联到一个输出流，每次从该输入流读取数据前都会先刷新关联的输出流。
标准库将 cin 和 cout 关联在一起。

cout << "我是小呆鸟";
cin >> ival;
// cin 和 cout 关联在一起，导致cout的缓冲区被刷新(也就是我是小呆鸟这句话先输出，然后再输入ival值。如果不同步的话（不关联）那么光标会一直闪烁)

输入流的成员函数 tie 可以用来查看关联的输出流或关联到输出流：

cin.tie();//返回指向关联到 cin 的输出流的指针，如果没有关联的输出流，返回空指针。
cin.tie(&cerr);//接受一个指向输出流 cerr 的指针作为参数，将 cin 与 cerr 关联在一起
cin.tie(NULL);//cin 不再与其他流关联

每个流最多关联到一个输出流，但一个输出流可以被多个流关联。

💕8.2 文件输入输出

头文件fstream

定义了三个类型来支持文件IO：
- ifstream从一个给定文件读取数据。
- ofstream向一个给定文件写入数据。
- fstream可以读写给定文件。
文件流：需要读写文件时，必须定义自己的文件流对象，并绑定在需要的文件上。
fstream继承了iostream类型外，还有自己特有操作

操作	解释
`fstream fstrm;`	创建一个未绑定的文件流。
`fstream fstrm(s);`	创建一个文件流，并打开名为`s`的文件，`s`可以是`string`也可以是`char`指针
`fstream fstrm(s, mode);`	与前一个构造函数类似，但按指定`mode`打开文件
`fstrm.open(s)`	打开名为`s`的文件，并和`fstrm`绑定
`fstrm.close()`	关闭和`fstrm`绑定的文件
`fstrm.is_open()`	返回一个`bool`值，指出与`fstrm`关联的文件是否成功打开且尚未关闭

上表中，fstream是头文件fstream中定义的一个类型，fstrm是一个文件流对象。

??8.2.1 使用文件流对象

当想要读写一个文件时，可以定义一个文件流对象，并将对象与文件关联起来

fstream 定义和初始化

fstream fs;                    // 创建一个未绑定的文件流 fs
fstream fs('data.txt');        // 创建一个绑定到文件 data.txt 的文件流 fs,并打开文件 data.txt
fstream fs('data.txt', mode);  // 与上一个构造函数类似，但是按指定模式 mode 打开文件

fstream 特有操作

getline(ifs, s);         // 从一个输入流 ifs 读取一行字符串存入 s 中
fs.open('data.ext');     // 将 fs 与文件 data.txt 绑定并打开该文件。如果已打开会发生错误。
fs.close();              // 关闭 fs 绑定的文件。
fs.is_open();            // 返回一个 bool 值，指出关联文件是否成功打开。

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当定义了一个空的文件流对象，使用 open 函数将其与文件关联并打开文件。
如果 open 失败，failebit 会被置位，建议每次 open 后检测 open 是否成功。
不能对已打开的文件流调用 open。
当文件关闭后，可以将文件流关联到另一个文件。
当一个 fstream 对象被销毁时，close 函数会自动被调用。

用 fstream 代替 iostream

使用 iostream 类型的引用作为函数参数的地方，都可以使用 fstream 来代替。(在使用基类型对象的地方，也可以用继承类型的对象文件)

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可以与p229页程序做对比

自动构造和析构

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??8.2.2 文件模式

每次打开文件都以某种模式打开，如未指定即以该文件流类型的默认模式打开。
每个流都有一个关联的文件模式，用来指出如何使用文件

文件模式	解释
`in`	以读的方式打开
`out`	以写的方式打开
`app`	每次写操作前均定位到文件末尾
`ate`	打开文件后立即定位到文件末尾
`trunc`	截断文件
`binary`	以二进制方式进行IO操作。

文件模式的使用

每个流对象都有默认的文件模式，ifstream 默认 in 模式打开文件，ofstream 默认 out，fstream 默认 in 和 out。
对 ifstream 对象不能设置 out 模式，对 ofstream 对象不能设置 in 模式
只有设置了 out 才能设置 trunc 模式，只设置 out 模式会默认也设置 trunc 模式
设置了 trunc 就不能再设置 app 模式
默认情况下以 out 模式打开文件会使文件内容被清空，如果要保留文件内容需要同时指定 app 模式或 in 模式。
app 模式下，会将写入的数据追加写到文件末尾

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💕8.3 string流

从string读写数据，就像string是一个IO流一样
stringstream继承了iostream但是自己也有一些独特的操作
头文件sstream定义了三个类型来支持内存IO：
- istringstream从string读取数据。
- ostringstream向string写入数据。
- stringstream可以读写给定string。

string的一些操作

操作	解释
`sstream strm`	定义一个未绑定的`stringstream`对象
`sstream strm(s)`	定义一个 `stringstream` 对象 `strm`，`strm` 中保存着 `string s` 的拷贝。
`strm.str()`	返回`strm`所保存的`str`的拷贝
`strm.str(s)`	将 `string s` 拷贝到`strm`中，返回 `void`

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istringstream作为数据源，将line的内容拷贝到istringstream流里面去，绑定刚读入的行。
此时张三和电话就保存到了流中，在通过流把张三和电话存起来。

??8.3.2 使用ostringstream

可以想象成cin 和 cout，只不过cin和cout的操作对象是控制台.

istringstream 是输入流，即读操作，要将流中的内容输入到字符串中，因此定义和使用 istringstream 时流内必须有内容，所以在使用前要提前在流内保存一个字符串
ostringstream 是输出流，即写操作，将流中的内容输出到字符串中，ostringstream 可以在定义时即在流中保存一个字符串，也可以通过 << 操作符获得字符串。

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