C++文件IO流及stringstream流讀寫文件和字符串操作詳解

更新時間：2023年04月22日 11:09:21 作者：命由己造～

本文詳細(xì)介紹C++中的文件IO流和stringstream流的使用方法，包括文件的打開、讀寫操作，以及字符串的輸入輸出、轉(zhuǎn)換等操作。同時提供實(shí)用的示例代碼和技巧，幫助讀者更好地掌握這兩種流的使用

一、引入

int main()
{
	string str;
	while (cin >> str)
	{
		cout << str << endl;
	}
	return 0;
}

我們在OJ的時候經(jīng)常會用到while(cin >> str)，這里的流提取實(shí)際上是個阻塞操作，只要緩沖區(qū)還有數(shù)據(jù)就繼續(xù)讀，默認(rèn)以空格或者換行結(jié)束，有空格說明是把兩段字符串尾插到str。

那么它是怎么結(jié)束呢？

答案是輸入[Ctrl]-c或者[Ctrl]-z + 換行。

[Ctrl]-c是發(fā)送信號結(jié)束進(jìn)程。

[Ctrl]-z + 換行是通過返回值條件判斷結(jié)束while循環(huán)，具體看下面講解。

二、自定義類型隱式類型轉(zhuǎn)換

cin >> str的返回值是一個istream類

實(shí)際上返回的就是cin對象。而c++98支持了隱式類型轉(zhuǎn)換，把istream轉(zhuǎn)換為bool，所以能夠條件判斷。

具體是怎么轉(zhuǎn)換的呢？

看下面這個例子：

class A
{
public:
	A(int a)
		: _a(a)
	{}
private:
	int _a;
};
int main()
{
	// 內(nèi)置類型轉(zhuǎn)換成自定義類型
	A a = 1;
	return 0;
}

這里按道理來說是構(gòu)造一個臨時對象再拷貝構(gòu)造，而編譯器優(yōu)化成了直接構(gòu)造。如果沒有單參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)就無法轉(zhuǎn)換。

那如果我們想要讓自定義類型轉(zhuǎn)換成內(nèi)置類型呢？

直接int aa = a;肯定會報錯。

但是我們可以加一個特殊的重載函數(shù)。

class A
{
public:
	A(int a)
		: _a(a)
	{}
	operator int()
	{
		return _a;
	}
private:
	int _a;
};
int main()
{
	// 內(nèi)置類型轉(zhuǎn)換成自定義類型
	A a = 1;
	// 自定義類型轉(zhuǎn)化成內(nèi)置類型
	int aa = a;
	cout << aa << endl;
	return 0;
}

而我們上面說的把istream轉(zhuǎn)化成bool類型就是類似這樣實(shí)現(xiàn)的。

operator bool() 里面會檢查是特殊字符（[Ctrl]-z ）就會返回false。

三、sync_with_stdio同步

我們知道cin和scanf都有自己的緩沖區(qū)，而如果我們用scanf寫入再用cout輸出，就會導(dǎo)致速度變慢很多（緩沖區(qū)拷貝）。

而sync_with_stdio函數(shù)是一個“是否兼容stdio”的開關(guān)，C++為了兼容C，保證程序在使用了std::printf和std::cout的時候不發(fā)生混亂，將輸出流綁到了一起。

決定C++標(biāo)準(zhǔn)streams(cin,cout,cerr…)是否與相應(yīng)的C標(biāo)準(zhǔn)程序庫文件(stdin,stdout,stderr)同步，也就是是否使用相同的stream緩沖區(qū)，缺省情況是同步的，但由于同步會帶來某些不必要的負(fù)擔(dān)，因此該函數(shù)作用就是我們自己可以取消同步。

#include <iostream>
int main() 
{
    std::ios::sync_with_stdio(false);
    std::cin.tie(0);
    // IO
}

四、文件IO流

文件的讀寫有兩種：

1?? 二進(jìn)制讀寫

2?? 文本讀寫

ofstream是寫入文件，而ifstream是從文件中讀取。

4.1 open和close文件

這里的參數(shù)表示我們想以什么樣的方式打開文件。

比方說當(dāng)我們想用二進(jìn)制的方式打開文件：

ofs.open ("test.txt", std::ofstream::out | std::ofstream::binary)

而我們也可以在構(gòu)造的時候直接傳進(jìn)參數(shù)。

ofstream ofs("test.txt", std::ios_base::out | std::ios_base::binary)

4.2 寫入文件與讀出文件

struct ServerInfo
{
	char _address[32];
	int _port;
};
struct Config
{
public:
	Config(const char* filename)
		: _filename(filename)
	{}
	void Write(ServerInfo info)
	{
		ofstream ofs("test.txt", std::ios_base::out | std::ios_base::binary);
		ofs.write((char*)&info, sizeof info);
	}
	void Read(ServerInfo& info)
	{
		ifstream ifs("test.txt", std::ios_base::in | std::ios_base::binary);
		ifs.read((char*)&info, sizeof info);
	}
private:
	string _filename;
};
int main()
{
	Config con("text.txt");
	ServerInfo si = { "aaaaaa", 910 };
	con.Write(si);
	return 0;
}

而我們也可以把數(shù)據(jù)讀回來。

int main()
{
	Config con("text.txt");
	//ServerInfo si = { "aaaaaa", 910 };
	//con.Write(si);
	ServerInfo si;
	con.Read(si);
	cout << si._address << " " << si._port << endl;
	return 0;
}

可以看到內(nèi)存中和寫出去顯示出來的不一樣。

當(dāng)然我們可以用文本讀寫的方式。

struct ServerInfo
{
	char _address[32];
	int _port;
};
struct Config
{
public:
	Config(const char* filename)
		: _filename(filename)
	{}
	void Write(ServerInfo info)
	{
		ofstream ofs(_filename);
		// 重載
		ofs << info._address << endl;
		ofs << info._port << endl;
	}
	void Read(ServerInfo& info)
	{
		ifstream ifs(_filename);
		// 重載
		ifs >> info._address;
		ifs >> info._port;
	}
private:
	string _filename;
};
int main()
{
	Config con("text.txt");
	ServerInfo si = { "aaaaaa", 910 };
	con.Write(si);
	/*ServerInfo si;
	con.Read(si);
	cout << si._address << " " << si._port << endl;*/
	return 0;
}

五、stringstream流的使用

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)庫三個類：

istringstream、ostringstream 和 stringstream，分別用來進(jìn)行流的輸入、輸出和輸入輸出操作。

5.1 將數(shù)值類型數(shù)據(jù)格式化為字符串

int main()
{
	int a = 123;
	const char* b = "456";
	double c = 78.9;
	ostringstream os;
	os << a;
	os << b;
	os << c;
	cout << os.str() << endl;
	return 0;
}

當(dāng)然我們也可以把每個數(shù)據(jù)都提取出來。但此時輸入的時候就要空格或者換行隔開。

int main()
{
	int a = 123;
	const char* b = "456";
	double c = 78.9;
	ostringstream os;
	os << a << " ";
	os << b << " ";
	os << c << " ";
	string ret = os.str();
	cout << ret << endl;
	int d;
	char e[20];
	double f;
	istringstream is(ret);
	is >> d >> e >> f;
	cout << d << " ";
	cout << e << " ";
	cout << e << " ";
	return 0;
}

5.2 序列化和反序列化

序列化指的是將一個內(nèi)存對象轉(zhuǎn)化成一串字節(jié)數(shù)據(jù)（存儲在一個字節(jié)數(shù)組中）,可用于保存到本地文件或網(wǎng)絡(luò)傳輸。反序列化就是將字節(jié)數(shù)據(jù)還原成內(nèi)存對象。

總結(jié)

序列化：將對象變成字節(jié)流的形式傳出去。

反序列化：從字節(jié)流恢復(fù)成原來的對象。

簡單來說，對象序列化通經(jīng)常使用于兩個目的：

1?? 將對象存儲于硬盤上，便于以后反序列化使用;

2?? 在網(wǎng)絡(luò)上傳送對象的字節(jié)序列

我們現(xiàn)在模擬一個聊天的發(fā)送窗口。

class Date
{
	friend ostream& operator << (ostream& out, const Date& d);
	friend istream& operator >> (istream& in, Date& d);
public:
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
		:_year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
istream& operator >> (istream& in, Date& d)
{
	in >> d._year >> d._month >> d._day;
	return in;
}
ostream& operator << (ostream& out, const Date& d)
{
	out << d._year << " " << d._month << " " << d._day;
	return out;
}
struct ServerInfo
{
	friend istream& operator >> (istream& in, ServerInfo& si);
	friend ostream& operator << (ostream& out, ServerInfo& si);
	string _name;// 昵稱
	Date _d;// 時間
	string _msg;// 信息
};
istream& operator >> (istream& in, ServerInfo& si)
{
	in >> si._name  >> si._d >> si._msg;
	return in;
}
ostream& operator << (ostream& out, ServerInfo& si)
{
	out << si._name << " ";
	out << si._d << " ";
	out << si._msg << " ";
	return out;
}
int main()
{
	ServerInfo p{ "海闊天空", {2023, 4, 19}, "hello" };
	stringstream os;
	os << p;
	string ret = os.str();
	ServerInfo is;
	stringstream oss(ret);
	oss >> is;
	cout << "-------------------------------------------------------" << endl;
	cout << "昵稱：" << is._name << " ";
	cout << is._d << endl;
	cout << is._name << ": " << is._msg << endl;
	cout << "-------------------------------------------------------" << endl;
	return 0;
}