【C++】IO流

IO流

• 一、C语言的输入输出
• 二、流的概念
• 三、C++ IO流
• • 1. C++标准IO流
  • 2. C++文件IO流
  • 四、stringstream 的简单介绍
  • • 1. 将数值类型数据格式化为字符串
    • 2. 字符串拼接
    • 3. 序列化和反序列化结构数据

      一、C语言的输入输出

      C语言中我们用到的最频繁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)。

        注意宽度输出和精度输出控制。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：

        

        二、流的概念

        “流” 即是流动的意思，是物质从一处向另一处流动的过程，是对一种有序连续且具有方向性的数据（ 其单位可以是bit,byte,packet ）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。这种输入输出的过程被形象的比喻为“流”。它的特性是：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，用以完成某方面的功能。

        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，如下图：

        

        1. C++标准IO流

        C++ 标准库提供了4个全局流对象 cin、cout、cerr、clog，使用 cout 进行标准输出，即数据从内存流向控制台(显示器)。使用 cin 进行标准输入即数据通过键盘输入到程序中，同时 C++ 标准库还提供了 cerr 用来进行标准错误的输出，以及 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。

        注意：

        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。如果一次输入过多，会留在那儿慢慢用，如果输入错了，必须在回车之前修改，如果回车键按下就无法挽回了。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。出错只是在流的状态字 state 中对应位置位（置1），程序继续。
        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。
        4. cin 和 cout 可以直接输入和输出内置类型数据，原因：标准库已经将所有内置类型的输入和输出全部重载了。
        5. 对于自定义类型，如果要支持 cin 和 cout 的标准输入输出，需要对 > 进行重载。
        6. 在线 OJ 中的输入和输出：

        • 对于 IO 类型的算法，一般都需要循环输入；

        • 输出：严格按照题目的要求进行，多一个少一个空格都不行；

        • 连续输入时，vs 系列编译器下在输入 ctrl+Z 时结束

            				// 单个元素循环输入
            				while (cin >> a)
            				{
            					// ...
            				}
            				// 多个元素循环输入
            				while (c >> a >> b >> c)
            				{
            					// ...
            				}
            				// 整行接收
            				while (cin >> str)
            				{
            					// ...
            				}
          

          1. istream 类型对象转换为逻辑条件判断值

          例如文档：istream 流提取重载 和 operator bool() 重载

          实际上我们看到使用 while(cin>>i) 去流中提取对象数据时，调用的是 operator>>，返回值是 istream 类型的对象，那么这里可以做逻辑条件值，源自于 istream 的对象又调用了operator bool()，operator bool() 调用时如果接收流失败，或者有结束标志，则返回 false.

          例如下面的日期类，当我们输入 _year 为 0 时，结束循环：

          				class Date
          				{
          					friend ostream& operator > (istream& in, Date& d);
          				public:
          					Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
          						:_year(year)
          						, _month(month)
          						, _day(day)
          					{}
          				
          					operator bool()
          					{
          						// 这里是随意写的，假设输入_year为 0，则结束
          						if (_year == 0)
          							return false;
          						else
          							return true;
          					}
          				private:
          					int _year;
          					int _month;
          					int _day;
          				};
          				
          				
          				// 流提取重载
          				istream& operator >> (istream& in, Date& d)
          				{
          					in >> d._year >> d._month >> d._day;
          					return in;
          				}
          				
          				// 流插入重载
          				ostream& operator