【C++】C++中的流

目录结构：

contents structure [-]

1. 1.IO类
1. IO对象无拷贝状态
2. 条件状态
2. 文件流
1. 文件模式
3. string流

1.IO类

除了istream和ostream之外，标准库还定义了其它的一些类型。如下表：

头文件	类型
iostream	istream,wistream 从流读取数据 ostream,wostream 向流写入数据 iostream,wiostream 读写流
fstream	ifstream,wifstream 从文件读取数据 ofstream,wofstream 向文件写入数据 fstream,wfstream 读写文件
sstream	istringstream,wistringstream 从string读取数据 ostringstream,wostringstream 向string写入数据 stringstream,wstringstream 读写string

为了支持宽字符的语言，标准库还定义了一组类型和对象来操作wchar_t类型的数据。宽字符版本和函数的名字以一个w开始。例如，wcin,wcout和cerr，分别对应cin,cout,cerr的宽字符版本。

下面这种图片更详细的列举了，c++中流的基本体系：

1.1 IO对象无拷贝状态

不能拷贝和对IO对象赋值:

fstream out1,out2;
out1 = out2; //错误，不能对流对象赋值
ofstream print(ofstream); //错误，不能初始化ofstream参数
out2 = print(out2); //错误，不能拷贝流对象

由于不能拷贝IO对象，因此我们也不能将形参或返回类型设置为流类型。进行IO操作的函数通常以引用的方式传递和返回流。

1.2 条件状态

C++类提供了一些列的函数和标志，可以帮助我们访问和操纵流的条件状态，下表列举了一些函数和标志：

strm::iostate	strm流的iostate类静态成员，提供了表达式状态的完整功能
strm::badbit	strm流的badbit类静态成员，指出流已经崩溃
strm::failbit	strm流的failbit类静态成员，指出流操作失败了
strm::eofbit	strm流的eofbit类静态成员，指出流达到了文件末尾
strm::goodbit	strm流的goodbit类静态成员，指出流处于正常状态，未发生任何错误
s.eof()	若流s的eofbit置位，则返回true
s.fail()	若流s的failbit或badbit置位，则返回true
s.bad()	若流s的badbit置位，则返回true
s.good()	若流s处于有效状态，则返回true
s.clear()	将流s中的所有条件状态位复位，将流的状态设置为有效。
s.clear(flags)	根据给定的flags标志位，将流s中对应的条件状态位复位。flags的类型是strm::flags
s.setstate(flags)	根据给定的flags标志位，将流s中的对应条件状态位置位。flags的类型是strm::flags
s.rdstate()	返回流s的当前条件状态，返回值类型为strm::iostate。

我们可以使用如下的代码判断流的状态：

std::ifstream strm;
if(strm.good()){
    //继续操作
}

由于流重载了布尔运算符，

explicit operator bool() const;

如果failbit和badbit被置位，则返回false。否则返回true。

有了布尔运算符，我们就可以轻松的判断流的状态。

  std::ifstream is;
  is.open ("test.txt");
  if (is) { //编译器会编译为if(is.good())
    // 操作文件
  }
  else {
    std::cerr << "Error opening 'test.txt'\n";
  }

2.文件流

头文件fstream定义了三个类型来支持文件IO,ifstream从一个给定的文件读取数据，ofstream从一个向一个给定的文件写入数据，以及fstream可以读写文件。

读写文件的步骤：
1.创建文件流对象
2.打开文件
3.读写数据
4.关闭文件

例如：

#include <fstream>      // std::fstream

int main () {
  std::fstream fs;//创建对象
  fs.open ("test.txt");//打开文件
  fs << " more lorem ipsum";//写入数据
  fs.close();//关闭文件
  return ;
}

2.1 文件模式

每个流都有一个关联的模式，用来指出如何使用文件。例如：

in	以读的方式打开
out	以写的方式打开
app	每次写操作前均定位到文件末尾
ate	打开文件立即定位到文件末尾
trunc	截断文件
binary	以二进制方式进行

当打开一个文件的时候，可以指定一个文件模式，指定模式有如下限制：
1.只可以对ofstream或fstream对象设定out模式
2.只可以对ifstream或fstream对象设定in模式
3.只有当out模式被设定时才可以设定trunc模式
4.只要trunc没有被设定，就可以设定app模式。在app模式下，即使没有显式指定out模式，文件也总是以输出方式打开。
5.默认情况下，即使我们没有指定trunc模式，以out模式打开的文件也会被截断。为了保留以out模式打开的文件的内容，我们必须同时指定app模式，这样只会将数据追加到文件末尾；或者同时指定in模式，即打开文件同时进行读写操作
6.ate和binary模式可以用于任何类型的文件流对象，且可以与其他任何文件模式组合使用。

每个文件流都有一个默认的文件模式，ifstream关联的文件默认以in模式打开，ofstream关联的文件默认以out模式打开，fstream关联的文件默认以in和out模式打开。

例如：

ofstream out; // 未指定文件打开模式
out.open("test.txt"); // 模式隐含设置为输出和截断
out.close(); // 关闭out
out.open("test2.txt",ofstream::app); //模式为输出和追加
out.close(); //关闭out 

3.string流

sstring头文件定义了三个类型来支持内存IO操作，这些类型可以向string写入数据，从string读取数据，就像string是一个IO流一样。

istringstream从string读取数据，ostringstream向string写入数据，stringstream既可以向string写入数据也可以向string读取数据。

下面是关于stringstream的常规操作：

sstream strm	是一个未绑定的stringstream对象
sstream strm(s)	strm是一个stringstream对象，保存了string s的拷贝。
strm.str()	返回strm所保存的string的拷贝
strm.str(s)	将string s拷贝到stream中

例如：

#include <string>       // std::string
#include <iostream>     // std::cout
#include <sstream>      // std::stringstream, std::stringbuf

int main () {
  std::stringstream ss; //创建stringstream对象

  ss.str ("Example string"); //将字符串拷贝到stringstream中

  std::string s = ss.str(); //获得stringstream中保存的字符串
  std::cout << s << '\n'; //输出

  std::string word;
  while(ss >> word)//从stringstream中读取每一个单词
    std::cout << word << '\n';

  std::cout << std::endl;
  return ;
}