关于C++的IO流简单总结

基础IO流

C++的IO以面向对象的形式实现, 同时兼容了C语言面向过程的IO方式

C++ 标准库提供了四个基本流对象：

cin：用于从标准输入（通常是键盘）读取数据。
cout：用于向标准输出（通常是控制台）写入数据。
cerr：用于向标准错误输出写入数据，通常用于报告错误。
clog：用于向标准日志输出写入数据，通常用于记录日志信息。

• C++中可以通过重载流插入和流提取（std::istream、std::ostream）操作符更好的支持自定义对象的输入输出

如下：

string str;
while(cin >> str){}

上述该种方式输入时, 首先是因为string重载了>>操作符, 调用了istream& operator >> (istream& is, string& str)重载函数, 然后返回值调用了operator bool() 将自定义类型转换成对应的true或者false(bool类型)进行判断.

结束该进程时, 可以通过Ctrl + C直接杀死进程, 或者Ctrl + Z + 换行表示读取到了结尾即退出循环

• tips1: 将自定义类型转换为内置类型时, 可以通过重载对应的explicit operator 类型(){} 函数来实现, 如operator int(){return _a}//无显式写出返回值,但是要返回对应类型的变量 ,内置类型转换为自定义类型时, 则是通过自定义类型对应的构造函数实现.

• tips2: 自定义类型实现的流插入和流提取可以提供给cout/cin, ifstream/ofstream等类型的流提取和流插入函数实现多态使用, 可更方便的构造自定义类型.如

  Date date;
  cin >> date;
  //或者是如下
  ifstream ifs("date.txt");//默认打开方式是文本读的方式
  ifs >> date;//可直接读入该date对象中
  

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• 二进制读写: 在内存中是如何存储则如何写到磁盘文件(以如下模式打开文件流：ios_base::in | ios_base::binary)

  • 优点: 读写效率高
  • 缺点
    • 写出的内容无法读懂
    • 对于需要深浅拷贝的自定义类型无法正确拷贝(地址会改变)

• 文本读写: 对象数据序列化字符串写出, 读回时也是字符串, 即由二进制序列, 反序列化转成对象数据(即将字符串转为对应数据)
  (以字符串方式读写)

  • 优点: 能够读懂写出的内容
  • 缺点: 存在转换过程, 效率较慢

• 上述读写方式当要进行自定义类型的读写时, 只要自定义类型重写了流插入和流提取操作符, 都可直接使用流插入和流提取进行操作

  即可以直接如下方式操作进行写入文件(同cout和cin的使用一样, 默认以空格或换行分割)

  Date date;
  ofstream ofs("date.txt");
  ofs << date;
  

文件流

C++ 提供了 std::fstream、std::ifstream 和 std::ofstream 类来支持文件 IO。

std::fstream：同时支持读写文件。
std::ifstream：只支持从文件读取数据。
std::ofstream：只支持将数据写入文件。

#include <fstream>  
#include <iostream>  
  
int main() {  
    std::ofstream outfile("example.txt");  
    if (!outfile) {  
        std::cerr << "Error opening file for writing!" << std::endl;  
        return 1;  
    }  
  
    outfile << "Hello, world!" << std::endl;  
    outfile.close();  
  
    std::ifstream infile("example.txt");  
    if (!infile) {  
        std::cerr << "Error opening file for reading!" << std::endl;  
        return 1;  
    }  
  
    std::string line;  
    while (std::getline(infile, line)) {  
        std::cout << line << std::endl;  
    }  
  
    infile.close();  
  
    return 0;  
}

字符流

C++ 提供了 std::stringstream、std::istringstream 和 std::ostringstream 类来支持字符串 IO。

std::stringstream：同时支持从字符串读取和写入数据。
std::istringstream：只支持从字符串读取数据。
std::ostringstream：只支持将数据写入字符串。

#include <sstream>  
#include <iostream>  
  
int main() {  
    std::string input = "123 456 789";  
    std::istringstream iss(input);  
  
    int num;  
    while (iss >> num) {  
        std::cout << num << std::endl;  
    }  
  
    std::ostringstream oss;  
    oss << "The sum is " << (123 + 456 + 789);  
    std::cout << oss.str() << std::endl;  
  
    return 0;  
}

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格式化输出

C++ 提供了各种流操纵符（如 std::setw、std::setprecision、std::left、std::right 等）来格式化输出
一般不常用，还是使用printf吧

#include <iostream>  
#include <iomanip> // 包含流操纵符  
  
int main() {  
    double pi = 3.141592653589793;  
    std::cout << std::fixed << std::setprecision(2) << pi << std::endl; // 输出两位小数的π  
    std::cout << std::setw(10) << std::left << "Hello" << std::endl; // 左对齐并设置字段宽度为10  
    std::cout << std::setw(10) << std::right << "World" << std::endl; // 右对齐并设置字段宽度为10  
  
    return 0;  
}