C++基础之IO类

下面是IO类的继承关系：

ifstream和istringstream都继承自istream。因此，我们可以在传递istream对象的地方传递ifstream和istringstream。

例如：对ifstream和istringstream对象调用getline，也可以用>>从ifstream和istringstream读取数据。

类似的ofstream和ostringstream也都继承自ostream。

IO库和头文件如下：

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

IO类定义了一些函数和标志，帮助我们访问和控制流的状态条件。

strm::iostate　　strm是指一种IO类型，iostate是一种机器相关的类型，提供表达条件状态的完整功能。

strm::badbit　　标志流已崩溃

strm::failbit　　标志IO操作失败了

strm::eofbit　　标志达到文件结尾

strm::goodbit　流未出现错误状态，此值保证为0

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()　　　　将流的所有条件复位，状态设置为有效，返回void

s.clear(flags)　　根据flags标志位，将s中对应条件状态复位，flags类型为strm::iostate。返回void

s.setstate(flags) 根据flags标志位，将s中对应条件状态置位，flags类型为strm::iostate。返回void

s.rdstate()　　　返回流的当前条件状态，返回类型为strm::iostate

确定流的状态最简单的方法是把它当做条件来使用。

例如：

while(cin >> n){//while会循环检查输入的状态，成功则保持循环
...

注意：

badbit是系统级错误，如不可恢复的读写错误；一般badbit置位了流就无法继续使用。

failbit是可恢复错误，例如希望读取数值，却读取了一个字符，这种错误可以修正，流还可以继续使用。

如果达到文件结束位置，eofbit和failbit都会被置位。

googbit表示流未发生错误，值为0。

只要badbit、failbit、eofbit任意一个被置位，检查流的状态的条件会失败。

auto oldState = cin.rdstate();//记住cin的当前状态
cin.clear();//使cin有效
process_input(cin);//使用cin
cin.setstate(oldState);//将cin的状态还原

或者这样使用：

cin.clear(cin.rdstate()&~cin.failbit&~cin.badbit);//只复位failbit和badbit

进行IO操作的函数通常以引用的方式传递和返回流。

每个输出流都管理一个缓冲区，用来保存程序读写的数据。

例如：

cout << "Please input:";

字符串不一定会立刻打印出来，可能保存到缓冲区随后打印，所以有时调试时，没有输出，可以看看自己刷新了缓冲区吗？

如果程序异常终止，缓冲区是不会被刷新的，当一个程序崩溃后，它的输出很可能停留在输出缓冲区中等待打印。

会导致刷新缓冲区的原因：

• 程序正常结束，作为main函数的return的一部分，缓冲刷新被执行。
• 缓冲区满，需要刷新缓冲区，而后新的数据才能写入。
• 使用操纵符：endl来显示刷新缓冲区。
• 每个输出操作后，可以用操作符unitbuf设置流的内部状态，来清空缓冲区。默认情况下，cerr是设置unitbuf的，因此写到cerr中的数据都是立即刷新的。
• 一个输出流被关联到另一个流，此时，当读写被关联的流时，关联到流的缓冲区会被刷新。默认cin和cerr都关联到cout，因此读cin或写cerr都会导致cout的缓冲区被刷新。

endl　　换行并刷新缓冲区；

ends　　插入一个空字符并刷新缓冲区；

flush　　仅刷新缓冲区

使用tie函数手动关联流：

cin.tie(&cout);//将标准库cin和cout关联到一起
//oldTie指向当前关联到cin的流，如果存在的话
ostream* oldTie = cin.tie(nullptr);//cin不再与其他流关联
cin.tie(&cerr);
cin.tie(oldTie);//重建cin与cout的正常关联

流的操作函数，以istream为例。

istream流 的操作：

1、opeartor>>操作

<<操作返回一个ostream对象的引用，所以可以连续使用

2、get( )

get( )操作：

读取单个字符

返回一个整数

get(char&)操作：

读取单个字符

返回一个istream对象的引用

3、getline( )

读取一行，遇到回车键返回istream对象的引用

getline()操作与>>的区别:  

char string1 [256],

cin.getline(string1, 256);     //get a whole line, 以'\0'结尾

cin >> string1;    //stop at the 1st blank space

4、read( )

read(buf, len)
返回一个istream对象的引用
对空白字符(包括'\n')照读不误

5、peek( ) 与 putpack()

peek：查看而不读取
putback：将一个字符添加到流

文件流总结

需要包含的头文件： <fstream>

fstream提供了三个类，用来实现c++对文件的操作。（文件的创建，读写）。
ifstream -- 从已有的文件读

ofstream -- 向文件写内容

fstream - 打开文件供读写

支持的文件类型

实际上，文件类型可以分为两种： 文本文件和二进制文件.

文本文件保存的是可读的字符， 而二进制文件保存的只是二进制数据。利用二进制模式，你可以操作图像等文件。用文本模式，你只能读写文本文件。否则会报错。

string流

在sstream头文件中定义了三个类型来支持内存的IO，通过ostringstream可以向string写入数据，通过istringstream从string读取数据，通过stringstream向string读写数据

stringstream特有的操作：

sstream strm	strm是一个未绑定的stringstream对象。
sstream strm(s)	strm是一个stringstream对象,保存string s的拷贝。此构造函数是explicit
strm.str()	返回strm保存的字符串
strm.str(s)	将strm保存的字符串拷贝到string s中，返回void

当对整行文本并处理行内的某个单词进行处理，此时可以使用string流。

istringstream将string转换为int(通常可是直接使用to_string()和stoi(),stol(),stof(),stod()等实现string和数值类型的相互转换)

string s = "";
istringstream isToi(s);//将s绑定到istringstream中
int a;
isToi >> a;//string输出为int
cout << a << endl;

读取某文件中人名和电话号码：

Morgan 1646464648 1164986463

drew 15465463132

struct PersonInfo{
    string name;
    vector<string> phones;//多个电话号码
}
//line保存一行的信息
string line,word;
vector<PersonInfo> people;
//读取一行
while(getline(cin,line)){
    PersonInfo info;
    istringstream iss(line);//一行的字符串绑定istringstream
    iss >> info.name;//分离出姓名，以空格分离
    while(iss >> word)info.phones.push_back(word);
    people.push_back(info);
}

输出上面的信息，但是不能输出有无效号码的人

for(const auto &info : people){
    ostringstream formatted,badNums;//保存格式化信息和无效信息
    for(const auto &num : info.phones){
        if(!vaild(num))badNums << " " << num;//如果号码无效则保存在内存badNums中
        else formatted << " " << num;//否则保存号码到formatted
    }
    if(badNums.str().empty())//没有无效号码
        cout << info.name << " " << formatted.str() << endl;
    else
        cerr << "input error:" << info.name << " " << badNums.str() << endl;
}