1. C語(yǔ)言的輸入與輸出

C語(yǔ)言中我們用到的最頻繁的輸入輸出方式就是scanf ()與printf()。 scanf(): 從標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備(鍵盤(pán))讀取數(shù)

據(jù)，并將值存放在變量中。printf(): 將指定的文字/字符串輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備(屏幕)。注意寬度輸出和精度 輸出控制。C語(yǔ)言借助了相應(yīng)的緩沖區(qū)來(lái)進(jìn)行輸入與輸出。如下圖所示：

對(duì)輸入輸出緩沖區(qū)的理解：

1 .可以屏蔽掉低級(jí)I/O的實(shí)現(xiàn)，低級(jí)I/O的實(shí)現(xiàn)依賴(lài)操作系統(tǒng)本身內(nèi)核的實(shí)現(xiàn)，所以如果能夠屏蔽這部分的差

異，可以很容易寫(xiě)出可移植的程序。

2.可以使用這部分的內(nèi)容實(shí)現(xiàn)“行”讀取的行為，對(duì)于計(jì)算機(jī)而言是沒(méi)有“行”這個(gè)概念，有了這部分，就可以

定義“行”的概念，然后解析緩沖區(qū)的內(nèi)容，返回一個(gè)“行”。

簡(jiǎn)而言之：

scanf():

從標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備(鍵盤(pán))讀取數(shù)據(jù)，并將值存放在變量中

printf():

將指定的文字/字符串輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備(屏幕)（注意寬度輸出和精度輸出控制）

C語(yǔ)言借助了相應(yīng)的緩沖區(qū)來(lái)進(jìn)行輸入與輸出

2. 流是什么

概念：

• “流”即是流動(dòng)的意思，是物質(zhì)從一處向另一處流動(dòng)的過(guò)程，是對(duì)一種有序連續(xù)且具有方向性的數(shù)據(jù)（其單位可以是bit,byte,packet ）的抽象描述
• C++流是指信息從外部輸入設(shè)備（如鍵盤(pán)）向計(jì)算機(jī)內(nèi)部（如內(nèi)存）輸入和從內(nèi)存向外部輸出設(shè)備（顯示器）輸出的過(guò)程，這種輸入輸出的過(guò)程被形象的比喻為“流”

特性：

有序連續(xù)**、**具有方向性

注：為了實(shí)現(xiàn)這種流動(dòng)，C++定義了I/O標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)庫(kù)，這些每個(gè)類(lèi)都稱(chēng)為流/流類(lèi)，用以完成某方面的功能

3. C++IO流

C++系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)龐大的類(lèi)庫(kù)，其中ios為基類(lèi)，其他類(lèi)都是直接或間接派生自ios類(lèi)

C++標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)提供了4個(gè)全局流對(duì)象cin、cout、cerr、clog，使用cout進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)輸出，即數(shù)據(jù)從內(nèi)存流向控制

臺(tái)(顯示器)。使用cin進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)輸入即數(shù)據(jù)通過(guò)鍵盤(pán)輸入到程序中，同時(shí)C++標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)還提供了cerr用來(lái)進(jìn)行標(biāo) 準(zhǔn)錯(cuò)誤的輸出，以及clog進(jìn)行日志的輸出，從上圖可以看出，cout、cerr、clog是ostream類(lèi)的三個(gè)不同的 對(duì)象，因此這三個(gè)對(duì)象現(xiàn)在基本沒(méi)有區(qū)別，只是應(yīng)用場(chǎng)景不同。

在使用時(shí)候必須要包含文件并引入std標(biāo)準(zhǔn)命名空間。

注意：

• cin為緩沖流。鍵盤(pán)輸入的數(shù)據(jù)保存在緩沖區(qū)中，當(dāng)要提取時(shí)，是從緩沖區(qū)中拿。如果一次輸入過(guò)多，會(huì)留在那兒慢慢用，如果輸入錯(cuò)了，必須在回車(chē)之前修改，如果回車(chē)鍵按下就無(wú)法挽回了。只有把輸入緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)取完后，才要求輸入新的數(shù)據(jù)。
• 輸入的數(shù)據(jù)類(lèi)型必須與要提取的數(shù)據(jù)類(lèi)型一致，否則出錯(cuò)。出錯(cuò)只是在流的狀態(tài)字state中對(duì)應(yīng)位置位（置1），程序繼續(xù)。
• 空格和回車(chē)都可以作為數(shù)據(jù)之間的分格符，所以多個(gè)數(shù)據(jù)可以在一行輸入，也可以分行輸入。但如果是字符型和字符串，則空格（ASCII碼為32）無(wú)法用cin輸入，字符串中也不能有空格?；剀?chē)符也無(wú)法讀入。
• cin和cout可以直接輸入和輸出內(nèi)置類(lèi)型數(shù)據(jù)，原因：標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)已經(jīng)將所有內(nèi)置類(lèi)型的輸入和輸出全部重

載了:

• 對(duì)于自定義類(lèi)型，如果要支持cin和cout的標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出，需要對(duì)<<和>>進(jìn)行重載。
• 在線OJ中的輸入和輸出：對(duì)于IO類(lèi)型的算法，一般都需要循環(huán)輸入：

// 單個(gè)元素循環(huán)輸入
while(cin>>a)
{
// ...
}
// 多個(gè)元素循環(huán)輸入
while(c>>a>>b>>c)
{
// ...
}
// 整行接收
while(cin>>str)
{
// ...
}

輸出：嚴(yán)格按照題目的要求進(jìn)行，多一個(gè)少一個(gè)空格都不行

C++文件IO流

C++根據(jù)文件內(nèi)容的數(shù)據(jù)格式分為二進(jìn)制文件和文本文件

采用文件流對(duì)象操作文件的一般步驟：

定義一個(gè)文件流對(duì)象

• ifstream ifile(只輸入用)
• ofstream ofile(只輸出用)
• fstream iofile(既輸入又輸出用)

使用文件流對(duì)象的成員函數(shù)打開(kāi)一個(gè)磁盤(pán)文件，使得文件流對(duì)象和磁盤(pán)文件之間建立聯(lián)系

使用提取和插入運(yùn)算符對(duì)文件進(jìn)行讀寫(xiě)操作，或使用成員函數(shù)進(jìn)行讀寫(xiě)

關(guān)閉文件

#include<iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
// 使用文件IO流用文本及二進(jìn)制方式演示讀寫(xiě)配置文件
struct ServerInfo
{
	char _ip[32]; // ip
	int _port; // 端口
};
struct ConfigManager
{
public:
	ConfigManager(const char* configfile = "cfserver.config")
		:_configfile(configfile)
	{}
	void WriteBin(const ServerInfo& info)
	{
		// 這里注意使用二進(jìn)制方式打開(kāi)寫(xiě)
		ofstream ofs(_configfile, ifstream::out | ifstream::binary);
		ofs.write((const char*)&info, sizeof(ServerInfo));
		ofs.close();
	}
	void ReadBin(ServerInfo& info)
	{
		// 這里注意使用二進(jìn)制方式打開(kāi)讀
		ifstream ifs(_configfile, ifstream::in | ifstream::binary);
		ifs.read((char*)&info, sizeof(ServerInfo));
		ifs.close();
	}
	void WriteText(const ServerInfo& info)
	{
		// 這里會(huì)發(fā)現(xiàn)IO流寫(xiě)整形比C語(yǔ)言那套就簡(jiǎn)單多了，
		// C 語(yǔ)言得先把整形itoa再寫(xiě)
		ofstream ofs(_configfile);
		ofs << info._ip << endl;
		ofs << info._port << endl;
		ofs.close();
	}
	void ReadText(ServerInfo& info)
	{
		// 這里會(huì)發(fā)現(xiàn)IO流讀整形比C語(yǔ)言那套就簡(jiǎn)單多了，
		// C 語(yǔ)言得先讀字符串，再atoi
		ifstream ifs(_configfile);
		ifs >> info._ip;
		ifs >> info._port;
		ifs.close();
	}
private:
	string _configfile; // 配置文件
};
int main()
{
	ConfigManager cfgMgr;
	ServerInfo wtinfo;
	ServerInfo rdinfo;
	strcpy(wtinfo._ip, "127.0.0.1");
	wtinfo._port = 80;
	// 二進(jìn)制讀寫(xiě)
	cfgMgr.WriteBin(wtinfo);
	cfgMgr.ReadBin(rdinfo);
	cout << rdinfo._ip << endl;
	cout << rdinfo._port << endl;
	// 文本讀寫(xiě)
	cfgMgr.WriteText(wtinfo);
	cfgMgr.ReadText(rdinfo);
	cout << rdinfo._ip << endl;
	cout << rdinfo._port << endl;
	return 0;
}

注：相比于C語(yǔ)言方便很多，不用控制格式

4. stringstream的簡(jiǎn)單介紹

在程序中如果想要使用stringstream，必須要包含頭文件。在該頭文件下，標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)三個(gè)類(lèi)：istringstre、ostringstream 和 stringstream，分別用來(lái)進(jìn)行流的輸入、輸出和輸入輸出操作，本文主要介紹 stringstream。

stringstream主要可以用來(lái)：

• 將數(shù)值類(lèi)型數(shù)據(jù)格式化為字符串

#include<sstream>
int main()
{
int a = 12345678;
string sa;
// 將一個(gè)整形變量轉(zhuǎn)化為字符串，存儲(chǔ)到string類(lèi)對(duì)象中
stringstream s;
s << a;
s >> sa;
// clear()
// 注意多次轉(zhuǎn)換時(shí)，必須使用clear將上次轉(zhuǎn)換狀態(tài)清空掉
// stringstreams在轉(zhuǎn)換結(jié)尾時(shí)(即最后一個(gè)轉(zhuǎn)換后),會(huì)將其內(nèi)部狀態(tài)設(shè)置為badbit
// 因此下一次轉(zhuǎn)換是必須調(diào)用clear()將狀態(tài)重置為goodbit才可以轉(zhuǎn)換
// 但是clear()不會(huì)將stringstreams底層字符串清空掉
// s.str("");
// 將stringstream底層管理string對(duì)象設(shè)置成"",
// 否則多次轉(zhuǎn)換時(shí)，會(huì)將結(jié)果全部累積在底層string對(duì)象中
s.str("");
s.clear(); // 清空s, 不清空會(huì)轉(zhuǎn)化失敗
double d = 12.34;
s << d;
s >> sa;
string sValue;
sValue = s.str(); // str()方法：返回stringsteam中管理的string類(lèi)型
cout << sValue << endl;
return 0;
}

• 字符串拼接

#include<sstream>
int main()
{
int a = 12345678;
string sa;
// 將一個(gè)整形變量轉(zhuǎn)化為字符串，存儲(chǔ)到string類(lèi)對(duì)象中
stringstream s;
s << a;
s >> sa;
// clear()
// 注意多次轉(zhuǎn)換時(shí)，必須使用clear將上次轉(zhuǎn)換狀態(tài)清空掉
// stringstreams在轉(zhuǎn)換結(jié)尾時(shí)(即最后一個(gè)轉(zhuǎn)換后),會(huì)將其內(nèi)部狀態(tài)設(shè)置為badbit
// 因此下一次轉(zhuǎn)換是必須調(diào)用clear()將狀態(tài)重置為goodbit才可以轉(zhuǎn)換
// 但是clear()不會(huì)將stringstreams底層字符串清空掉
// s.str("");
// 將stringstream底層管理string對(duì)象設(shè)置成"",
// 否則多次轉(zhuǎn)換時(shí)，會(huì)將結(jié)果全部累積在底層string對(duì)象中
s.str("");
s.clear(); // 清空s, 不清空會(huì)轉(zhuǎn)化失敗
double d = 12.34;
s << d;
s >> sa;
string sValue;
sValue = s.str(); // str()方法：返回stringsteam中管理的string類(lèi)型
cout << sValue << endl;
return 0;
}

注意：

• stringstream實(shí)際是在其底層維護(hù)了一個(gè)string類(lèi)型的對(duì)象用來(lái)保存結(jié)果。
• 多次數(shù)據(jù)類(lèi)型轉(zhuǎn)化時(shí)，一定要用clear()來(lái)清空，才能正確轉(zhuǎn)化，但clear()不會(huì)將stringstream底層的 string對(duì)象清空。
• 可以使用s. str(“”)方法將底層string對(duì)象設(shè)置為""空字符串。
• 可以使用s.str()將讓stringstream返回其底層的string對(duì)象。
• stringstream使用string類(lèi)對(duì)象代替字符數(shù)組，可以避免緩沖區(qū)溢出的危險(xiǎn)，而且其會(huì)對(duì)參數(shù)類(lèi)型進(jìn) 行推演，不需要格式化控制，也不會(huì)出現(xiàn)格式化失敗的風(fēng)險(xiǎn)，因此使用更方便，更安全。

到此這篇關(guān)于C++詳細(xì)講解IO流原理的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++ IO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！