＜C++学习＞C++ Boost 输入与输出教程

C++ Boost 输入与输出教程

Boost 提供了许多实用的工具来增强 C++ 的输入与输出功能，包括字符串格式化、文件操作、序列化和日志系统等。在标准 I/O 的基础上，Boost 的功能更丰富、更灵活，能够满足复杂的 I/O 场景需求。

1. Boost 中与 I/O 相关的主要库

1.1 Boost.Format

提供类似 C 风格 printf 的格式化功能，但更安全灵活。
支持类型检查和链式操作。

1.2 Boost.Filesystem

提供跨平台的文件和目录操作。
支持路径解析、文件状态查询等。

1.3 Boost.Serialization

提供序列化功能，将对象保存到文件或网络流中。
支持 XML、文本和二进制格式。

1.4 Boost.Log

强大的日志系统，支持多种日志级别和目标。

2. Boost.Format

Boost.Format 提供了灵活的格式化字符串功能，可以替代传统的 printf。

示例：基本格式化

#include <boost/format.hpp>
#include <iostream>int main() {std::string name = "Alice";int age = 25;// 使用 boost::format 进行格式化std::cout << boost::format("Name: %s, Age: %d") % name % age << std::endl;// 链式操作std::cout << boost::format("%1% + %2% = %3%") % 10 % 20 % (10 + 20) << std::endl;return 0;
}

输出

Name: Alice, Age: 25
10 + 20 = 30

常见功能

占位符编号：%1%, %2% 表示参数顺序。

指定宽度和填充：

std::cout << boost::format("|%1$10s|%2$-10d|") % "Alice" % 42 << std::endl;

输出：

|     Alice|42        |

3. Boost.Filesystem

Boost.Filesystem 提供了跨平台的文件和目录操作。其核心是 boost::filesystem::path 和相关函数。

3.1 基本使用

示例：路径解析

#include <boost/filesystem.hpp>
#include <iostream>namespace fs = boost::filesystem;int main() {fs::path path = "/tmp/test.txt";// 路径信息std::cout << "Path: " << path << std::endl;std::cout << "Filename: " << path.filename() << std::endl;std::cout << "Parent Path: " << path.parent_path() << std::endl;std::cout << "Extension: " << path.extension() << std::endl;return 0;
}

输出

Path: /tmp/test.txt
Filename: test.txt
Parent Path: /tmp
Extension: .txt

3.2 文件与目录操作

示例：文件状态查询

#include <boost/filesystem.hpp>
#include <iostream>namespace fs = boost::filesystem;int main() {fs::path path = "/tmp/test.txt";if (fs::exists(path)) {std::cout << path << " exists!" << std::endl;if (fs::is_regular_file(path)) {std::cout << path << " is a regular file." << std::endl;} else if (fs::is_directory(path)) {std::cout << path << " is a directory." << std::endl;}} else {std::cout << path << " does not exist!" << std::endl;}return 0;
}

示例：创建目录和文件

#include <boost/filesystem.hpp>
#include <iostream>namespace fs = boost::filesystem;int main() {fs::path dir = "/tmp/new_directory";// 创建目录if (!fs::exists(dir)) {fs::create_directory(dir);std::cout << "Directory created: " << dir << std::endl;}// 删除目录fs::remove(dir);std::cout << "Directory removed: " << dir << std::endl;return 0;
}

4. Boost.Serialization

Boost.Serialization 提供了序列化和反序列化功能，可用于将对象存储到文件或网络中。

4.1 基本序列化

示例：序列化到文件

#include <boost/archive/text_oarchive.hpp>
#include <boost/archive/text_iarchive.hpp>
#include <fstream>
#include <iostream>class Person {friend class boost::serialization::access;std::string name;int age;template <class Archive>void serialize(Archive& ar, const unsigned int version) {ar & name & age;}public:Person() = default;Person(std::string n, int a) : name(n), age(a) {}void print() const {std::cout << "Name: " << name << ", Age: " << age << std::endl;}
};int main() {{// 序列化Person p("Alice", 25);std::ofstream ofs("person.txt");boost::archive::text_oarchive oa(ofs);oa << p;}{// 反序列化Person p;std::ifstream ifs("person.txt");boost::archive::text_iarchive ia(ifs);ia >> p;p.print();}return 0;
}

4.2 支持的格式

文本格式：boost::archive::text_oarchive
二进制格式：boost::archive::binary_oarchive
XML 格式：boost::archive::xml_oarchive

5. Boost.Log

Boost.Log 提供了强大的日志系统，支持多种日志级别、目标和格式。

5.1 基本日志功能

示例：输出日志

#include <boost/log/trivial.hpp>
#include <iostream>int main() {BOOST_LOG_TRIVIAL(info) << "This is an info message.";BOOST_LOG_TRIVIAL(warning) << "This is a warning message.";BOOST_LOG_TRIVIAL(error) << "This is an error message.";return 0;
}

输出

[info] This is an info message.
[warning] This is a warning message.
[error] This is an error message.

5.2 自定义日志格式

Boost.Log 支持自定义日志级别和格式，适用于复杂日志记录需求。

6. 示例：综合应用

以下示例展示如何使用 Boost 实现文件操作、格式化输出和序列化的综合应用。

完整代码

#include <boost/format.hpp>
#include <boost/filesystem.hpp>
#include <boost/archive/text_oarchive.hpp>
#include <boost/archive/text_iarchive.hpp>
#include <iostream>
#include <fstream>namespace fs = boost::filesystem;// Person 类用于序列化
class Person {friend class boost::serialization::access;std::string name;int age;template <class Archive>void serialize(Archive& ar, const unsigned int version) {ar & name & age;}public:Person() = default;Person(std::string n, int a) : name(n), age(a) {}void print() const {std::cout << "Name: " << name << ", Age: " << age << std::endl;}
};int main() {fs::path dir = "./data";if (!fs::exists(dir)) {fs::create_directory(dir);std::cout << boost::format("Directory '%1%' created.") % dir << std::endl;}fs::path file = dir / "person.txt";// 序列化Person p("Alice", 30);{std::ofstream ofs(file.string());boost::archive::text_oarchive oa(ofs);oa << p;std::cout << boost::format("Data serialized to '%1%'") % file << std::endl;}// 反序列化{Person p2;std::ifstream ifs(file.string());boost::archive::text_iarchive ia(ifs);ia >> p2;p2.print();}return 0;
}

总结

Boost 提供了强大的输入输出扩展功能，包括：

Boost.Format：灵活的字符串格式化。
Boost.Filesystem：跨平台文件操作。
Boost.Serialization：对象序列化。
Boost.Log：高效日志系统。

通过这些工具，可以大大简化和增强 C++ 中的 I/O 操作，适合复杂项目需求。