【C++课程学习】：C++中的IO流（istream，iostream，fstream，sstream）

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C++学习笔记：

https://blog.csdn.net/djdjiejsn/category_12682189.html

前言：

在C语言中有各种IO流，控制台IO流，文件IO流。C++作为一门面向对象的语言，肯定是要自己封装IO流的。更加灵活，自定义类也可以重载输入输出流。

1.C语言中的流

1.1控制台IO：

1.2输入，输出缓冲区：

1.3 流是什么：

2.C++的IO流

2.1说明：

2.2标准流（cin）的标志位：

2.3当出现类型不匹配出现输入流fail错误时，怎么处理？

3.C++的标准IO流：

3.1使用说明：

3.3注意事项：

3.4istream作为逻辑判断真假

4.C++文件IO流

5.stringstream流

1.C语言中的流

1.1控制台IO：

控制台（console）流有printf，scanf

scanf	从标准输入设备读取数据，放到变量中
printf	向标准输出设备中输出数据

1.2输入，输出缓冲区：

设计输入输出缓冲区的好处：

●提高效率，直接将一个小部分整体IO，避免多次IO。IO是和外设打交道，是很浪费时间的。

●有了缓存区，IO的底层实现可以交给操作系统，我们要IO的数据，直接拷贝到缓冲区就行，剩下的交给操作系统，其他类似的缓冲区也是这样的原理。这样可以上次开发不要管IO这部分了，屏蔽这部分的差异，开发效率更高。

●还有一点就是，计算机本来没有‘行’的概念，缓冲区的大小，就可以定义为行的大小，从而可以向缓冲区写满就刷新（按行刷新）。

1.3 流是什么：

1.有序， 2.连续， 3.有方向

2.C++的IO流

2.1说明：

除了标准IO流，还有文件IO流，stringIO流，后面都讲一下，C++的IO流是一个庞大的体系。继承关系可见下面的图。

推荐C++语法查询的网站：https://www.cplusplus.com/

不是官方的网站，但是感觉挺好用，有什么忘记了的一查便知。

ios继承ios_base，箭头就表示继承。

可见标准IO，文件IO，stringIO，都是由istream，ostream继承来的。

2.2标准流（cin）的标志位：

goodbit	为1时，表示输入流正常。
eofbit	为1时，表示读到文件末尾。
failbit	为1时，表示逻辑错误，轻微错误，可以恢复。
badbit	为1，表示读写错误，严重错误，不可回复。

上面的这四个标志位，iostat用的是位图的思想，某个比特位为1，就表示某种情况，所以他们要被一起设置的时候，用按位与|。

eofbit, failbit and badbit are member constants with implementation-defined values that can be combined (as if with the bitwise OR operator). goodbit is zero, indicating that none of the other bits is set.

当eofbit，failbit，badbit没有被设置的时候，goodbit被设置。

2.3当出现类型不匹配出现输入流fail错误时，怎么处理？

类型不匹配，failbit被设置，badbit时很严重的错误，进程直接没了。

一：先把三个错误都设置为0，goodbit就设置为1了，就能正常使用了。

通过clear，setstate函数进行设置。

stat函数：

void setstate (iostate state);

clear函数：

void clear (iostate state = goodbit);

我觉得这个clear更好，因为默认的参数就是goodbit。

二：把cin输入缓冲区里面的数据全部拿走。

避免再次输入错误。

整体代码：

   if (cin.fail())
   {
       //清理标志位
       cin.clear();
       //清理缓冲区
       getline(cin, s);
   }

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;int main()
{int n;cin >> n;cout << n << endl;string s;if (cin.fail()){//清理标志位cin.clear();//清理缓冲区getline(cin, s);}cout << "11111111111111" << endl;cout << cin.good() << endl;cout << cin.fail() << endl;cout << cin.bad() << endl;cout << cin.eof() << endl;cout << "11111111111111" << endl;cin >> n;cout << n << endl;return 0;
}

3.C++的标准IO流：

3.1使用说明：

标准输入（cin），标准输出（cout），标准错误（cerr），标准日志（clog）都是继承ios。

前一个是由istream来的，后面三个是ostream来的。

cin是从输入缓冲区读取，放入变量中。

cout，cerr，clog都是向显示器输出，这三个差不多，应用场景不一样。用法如下。

他们都在命名空std中，要不展开命名空间，要不每次用的时候，指明命名空间。

#include <iostream>
using namespace std;int main()
{int a;cin >> a;			//标准输入cout <<"cout:" << a << endl;	//标准输出cerr <<"cerr:" << a << endl;	//标准错误clog <<"clog:" << a << endl;	//标准日志return 0;
}

// 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)
{
    // ...
}

3.3注意事项：

1.我们在用cin的时候，如果我们输错了，一定要在回车之前修改，回车以后就写入输入缓冲区了，就不能修改了。前面也说了流是有方向的，连续的，有方向的，所以输入流，要把前面的读完，才能读后面的。

2.输入的类型和提取的类型必须一样，否则出错，根据不同错误设置不同的bit位。

3.空格和换行可以作为数据之间的区分标志。

4.内置类型库中已经重载了，如果自定义类型要想使用，要重载operator<<,operator>>。

5.连续输出时，Ctrl+z结束，错误标志failbit被设置。

3.4istream作为逻辑判断真假

我们在连续输入的时候，cin>>n放在while里面，但是operator >>函数返回的istream&，istream为什么能作为真假进行判断呢？

其本质是istream又去调用了operator bool()

当流失败的时候，有错误标志的时候，返回false，流没有问题的时候，就返回true，就能进行真假判断了。

   //while(cin>>n)
   while ((cin>>n).operator bool())
   {

//哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈

//相信美好的事情即将发生
   }

4.C++文件IO流

包含的头文件：

#include <fstream>

文件的可区分为：二进制文件，文本文件。

●ifstream ifile(只输入用)

●ofstream ofile(只输出用)

●fstream iofile(既输入又输出用)

刚刚在写的时候，就打开同一个文件，用ifstream，ofstream同时打开同一个文件，就读不出来了，要对文件读写，得用fstream。BUG

还有就是打开文件设置的权限。

ios_base::binary|ios_base::in

int main()
{//const string filename = "file.txt";//ofstream out(filename);//int n = 1001;//out <<n;//out.close();//int m;//ifstream in(filename);//in >> m;//cout << m;const string filename = "file.txt";//用|将这个合并fstream out(filename,ios_base::binary|ios_base::in);int n = 1001;out <<n;int m;ifstream in(filename, ios_base::binary | ios_base::in);in >> m;cout << m;return 0;
}

1.使用文件流对象的成员函数打开一个磁盘文件，使得文件流对象和磁盘文件之间建立联系。

2.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。

3.关闭文件。

5.stringstream流

这个流的主要用途是，把一系列的类型，转换为字符串。

C语言中的转字符串的函数有：

1.使用itoa()函数。

2.使用sprintf()函数。

这两个函数就是要先开空间，确定好空间的大小，不太好使用。

int main()
{stringstream s;int a = 12134;string str;s << a;str=s.str();cout << str;return 0;
}

stringstreams在转换结尾时(即最后一个转换后),会将其内部状态设置为badbit，因此下一次转换是必须调用clear()将状态重置为goodbit才可以转换，但是clear()不会将stringstreams底层字符串清空掉。

1.stringstream底层是维护了一个string对象保存。

2.对同一个流多次转换时，一定要clear()清理，才能正确转换，但是clear不会把底层的string对象清空。

3.可以用.str("")对string对象进行清空。

4.用.str()拿到底层的string对象里的对象。