1、簡(jiǎn)單介紹

C++ 又可以稱(chēng)為“帶類(lèi)的 C”，即可以理解為 C++ 是 C 語(yǔ)言的基礎(chǔ)上增加了面向?qū)ο螅?lèi)和對(duì)象）。在此基礎(chǔ)上，學(xué)過(guò) C 語(yǔ)言的讀者應(yīng)該知道，它有一整套完成數(shù)據(jù)讀寫(xiě)（I/O）的解決方案：

使用 scanf() 、gets() 等函數(shù)從鍵盤(pán)讀取數(shù)據(jù)，使用 printf() 、puts() 等函數(shù)向屏幕上輸出數(shù)據(jù)；
使用 fscanf() 、fgets() 等函數(shù)讀取文件中的數(shù)據(jù)，使用 fprintf() 、fputs() 等函數(shù)向文件中寫(xiě)入數(shù)據(jù)。

要知道，C 語(yǔ)言的這套 I/O 解決方案也適用于 C++ 程序，但 C++ 并沒(méi)有“偷懶”，它自己獨(dú)立開(kāi)發(fā)了一套全新的 I/O 解決方案，其中就包含大家一直使用的 cin 和 cout。前面章節(jié)中，我們一直在用 cin 接收從鍵盤(pán)輸入的數(shù)據(jù)，用 cout 向屏幕上輸出數(shù)據(jù)（這 2 個(gè)過(guò)程又統(tǒng)稱(chēng)為“標(biāo)準(zhǔn) I/O”）。除此之外，C++ 也對(duì)從文件中讀取數(shù)據(jù)和向文件中寫(xiě)入數(shù)據(jù)做了支持（統(tǒng)稱(chēng)為“文件 I/O”）。

本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，C++ 的這套 I/O 解決方案就是一個(gè)包含很多類(lèi)的類(lèi)庫(kù)（作為 C++ 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的組成部分），這些類(lèi)常被稱(chēng)為“流類(lèi)”。
C++ 的開(kāi)發(fā)者認(rèn)為數(shù)據(jù)輸入和輸出的過(guò)程也是數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程，數(shù)據(jù)像水一樣從一個(gè)地方流動(dòng)到另一個(gè)地方，所以 C++ 中將此過(guò)程稱(chēng)為“流”，實(shí)現(xiàn)此過(guò)程的類(lèi)稱(chēng)為“流類(lèi)”。

下圖展示了 C++ 中用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入和輸出的這些流類(lèi)以及它們之間的關(guān)系：

C++類(lèi)庫(kù)中的流類(lèi)：

其中，圖中的箭頭代表各個(gè)類(lèi)之間的派生關(guān)系。比如，ios 是所有流類(lèi)的基類(lèi)，它派生出 istream 和 ostream。特別需要指出的是，為了避免多繼承的二義性，從 ios 派生出 istream 和 ostream 時(shí)，均使用了 virtual 關(guān)鍵字（虛繼承）。

上圖 中這些流類(lèi)各自的功能分別為：

• istream：常用于接收從鍵盤(pán)輸入的數(shù)據(jù)；
• ostream：常用于將數(shù)據(jù)輸出到屏幕上；
• ifstream：用于讀取文件中的數(shù)據(jù)；
• ofstream：用于向文件中寫(xiě)入數(shù)據(jù)；
• iostream：繼承自 istream 和 ostream 類(lèi)，因?yàn)樵擃?lèi)的功能兼兩者于一身，既能用于輸入，也能用于輸出；
• fstream：兼 ifstream 和 ofstream 類(lèi)功能于一身，既能讀取文件中的數(shù)據(jù)，又能向文件中寫(xiě)入數(shù)據(jù)。

本章僅講解實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn) I/O 操作的 istream、ostream 和 iostream 類(lèi)，有關(guān)實(shí)現(xiàn)文件 I/O 操作的流類(lèi)放到后續(xù)章節(jié)講解。

2、C++輸入流和輸出流

在前面章節(jié)的學(xué)習(xí)中，只要涉及輸入或者輸出數(shù)據(jù)，我們立馬想到的就是 cin 和 cout。其實(shí)，cin 就是 istream 類(lèi)的對(duì)象，cout 是 ostream 類(lèi)的對(duì)象，它們都聲明在 <iostream> 頭文件中，這也解釋了“為什么在 C++ 程序中引入 <iostream> 就可以使用 cin 和 cout”（當(dāng)然使用 cin 和 cout，還需要聲明 std 命名空間）。

除此之外，<iostream> 頭文件中還聲明有 2 個(gè) ostream 類(lèi)對(duì)象，分別為 cerr 和 clog。它們的用法和 cout 完全一樣，但 cerr 常用來(lái)輸出警告和錯(cuò)誤信息給程序的使用者，clog 常用來(lái)輸出程序執(zhí)行過(guò)程中的日志信息（此部分信息只有程序開(kāi)發(fā)者看得到，不需要對(duì)普通用戶(hù)公開(kāi)）。

cout、cerr 和 clog 之間的區(qū)別如下：

1. cout 除了可以將數(shù)據(jù)輸出到屏幕上，通過(guò)重定向（后續(xù)會(huì)講），還可以實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)輸出到指定文件中；而 cerr 和 clog 都不支持重定向，它們只能將數(shù)據(jù)輸出到屏幕上；
2. cout 和 clog 都設(shè)有緩沖區(qū)，即它們?cè)谳敵鰯?shù)據(jù)時(shí)，會(huì)先將要數(shù)據(jù)放到緩沖區(qū)，等緩沖區(qū)滿(mǎn)或者手動(dòng)換行（使用換行符 '\n' 或者 endl）時(shí)，才會(huì)將數(shù)據(jù)全部顯示到屏幕上；而 cerr 則不設(shè)緩沖區(qū)，它會(huì)直接將數(shù)據(jù)輸出到屏幕上。

除了以上 2 點(diǎn)特性上的不同之外，cerr、clog 和 cout 沒(méi)有任何不同。之所以我們常用 cout，是因?yàn)?cerr 和 clog 有各自不同的適用場(chǎng)景。以 cerr 為例，一旦程序某處使用 cerr 輸出數(shù)據(jù)，我們自然而然地會(huì)認(rèn)為此處輸出的是警告或者錯(cuò)誤信息。

值得一提的是，類(lèi)似 cin、cout、cerr 和 clog 這樣，它們都是 C++ 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的開(kāi)發(fā)者創(chuàng)建好的，可以直接拿來(lái)使用，這種在 C++ 中提前創(chuàng)建好的對(duì)象稱(chēng)為內(nèi)置對(duì)象。實(shí)際上，<iostream> 頭文件中還聲明有處理寬字符的 4 個(gè)內(nèi)置對(duì)象，分別為 wcin、wcout、wcerr 以及 wclog，由于不是本節(jié)重點(diǎn)，這里不再對(duì)它們做詳細(xì)講解。

如下程序演示了 cin、cout、cerr 和 clog 的基本用法：

#include <iostream>
#include <string>
int main() {
    std::string url;
    std::cin >> url;
    std::cout << "cout：" << url << std::endl;
    std::cerr << "cerr：" << url << std::endl;
    std::clog << "clog：" << url << std::endl;
    return 0;
}

程序執(zhí)行結(jié)果為：

http://c.biancheng.net
cout：http://c.biancheng.net
cerr：http://c.biancheng.net
clog：http://c.biancheng.net

注意：此程序中并沒(méi)有考慮 cerr 和 clog 各自特有的含義，這里僅是為了演示 cerr 和 clog 的基礎(chǔ)用法，不建議讀者這樣使用。另外，如果程序中 std 命名空間提前聲明，則所有的 std:: 可以省略。

它們的用法遠(yuǎn)不止此，istream 和 ostream 類(lèi)提供了很多實(shí)用的函數(shù)，cin、cout、cerr 和 clog 作為類(lèi)對(duì)象，當(dāng)然也能調(diào)用。

表 1 羅列了 cin 對(duì)象常用的一些成員方法以及它們的功能：

表 1 C++ cin 輸入流對(duì)象常用成員方法

表 2 羅列了 cout、cerr 和 clog 對(duì)象常用的一些成員方法以及它們的功能：

 表 2 C++ cout 輸出流對(duì)象常用成員方法

舉個(gè)例子：

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    char url[30] = {0};
    //讀取一行字符串
    cin.getline(url, 30);
    //輸出上一條語(yǔ)句讀取字符串的個(gè)數(shù)
    cout << "讀取了 "<<cin.gcount()<<" 個(gè)字符" << endl;
    //輸出 url 數(shù)組存儲(chǔ)的字符串
    cout.write(url, 30);
    return 0;
}

程序執(zhí)行結(jié)果為：

http://c.biancheng.net
讀取了 23 個(gè)字符
http://c.biancheng.net

注意：表 1 和表 2 中僅羅列了 istream 和 ostream 類(lèi)中常用的一些成員方法，關(guān)于這些方法的具體用法，后續(xù)章節(jié)會(huì)做詳細(xì)介紹。

到此這篇關(guān)于C++輸入流和輸出流 超級(jí)詳細(xì)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++輸入流和輸出流內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！