CH8 IO库

8.1

 #include <iostream>
 #include <string>
 #include <sstream>
 #include <fstream>

 int main()
 {
     //cout是一个输出流对象，位于std空间,cin是一个输入流对象
     std::cout << "Hello C++ Primer" << std::endl;
     std::string word;
     std::cin >> word;
     std::fstream fs;//fs是一个fstream对象
     std::stringstream ss;//ss是一个stringstream对象
     return ;
 }

IO类型间的关系

C++语言不直接处理输入输出，而是通过一族定义在标准库中的类型来处理IO，这些类型支持从设备读取、向设备写入数据的IO操作，设备可以是文件，控制台窗口等。这些类型定义在三个独立的头文件中：iostream,fstream,sstream.9个标准库类型（宽字符版本算在统一的普通版本中），继承关系如下

IO对象不能拷贝或赋值

 void print(std::ofstream of)
 {
     std::cout << "IO test " << std::endl;
 }
 void print_re(std::ofstream& of)
 {
     std::cout << "IO referience or pointer" << std::endl;
 }

 std::ofstream print(std::ofstream& of)
 {
     std::cout << "IO referience or pointer" << std::endl;
     std::ofstream of2;
     return of2;
 }

 int main()
 {
     //cout是一个输出流对象，位于std空间,cin是一个输入流对象
     std::cout << "Hello C++ Primer" << std::endl;
     std::string word;
     std::cin >> word;
     std::fstream fs;//fs是一个fstream对象
     std::stringstream ss;//ss是一个stringstream对象
     //IO对象不能赋值，下面的赋值操作是错误的
     std::ofstream out1;
     std::ofstream out2;
     out1 = out2;
     //IO对象也不能拷贝
     print(cout);//由于传值是拷贝操作，而IO对象不能拷贝，所以这样写是错误的
     //但IO操作可以通过引用或指针传递和返回流
     print_re(cout);
     return ;
 }

由于IO对象不能拷贝，所以不能放到对象中，因为保存在容器中的对象都必须可以复制

8.1.2 条件状态

IO操作一个与生俱来的问题就是可能发生错误，IO类定义了一些函数和标志，可以帮助我们访问和操纵流的条件状态。badbit:系统级错误，通常情况下，一旦badbit被置位，流就无法使用了。failbit,eofbit,被置位，还可以修正，流还可以继续使用。

 int ival;
     std::cin >> ival;

如上述要求输入一个int型变量，若输入一个char型，则读操作就会失败，cin就会进入错误状态

 void check_cin_state(std::istream& is)
 {
     if (is.bad())
         std::cout << "cin is bad" << std::endl;
     else
         std::cout << "cin is not bad" << std::endl;
     if (is.fail())
         std::cout << "cin is fail" << std::endl;
     else
         std::cout<<"cin is not fail" << std::endl;
     if (is.eof())
         std::cout << "cin is eof" << std::endl;
     else
         std::cout << "cin is not eof" << std::endl;
     if (is.good())
         std::cout << "cin is good" << std::endl;
     else
         std::cout << "cin is not good" << std::endl;
 }
 int main()
 {
     std::cout << "check the state of cin" << std::endl;
     check_cin_state(std::cin);
     std::cout << "please input an integer" << std::endl;
     int a;
     std::cin >> a;
     std::cout << "check the state of cin again" << std::endl;
     check_cin_state(std::cin);
     system("pause");
     return ;
 }

要求输入的是int型，输入char型，流状态是fail。

管理流状态

上述一旦流状态is notgood就结束了，可以通过恢复流状态继续使用流

计算输入数字的和的程序为例、

 int sum = ;
     int ival;
     /*while (std::cin >> ival)
     {
         sum += ival;
         std::cout << "sum is " << sum << std::endl;
     }*/
     //上述写法一旦输入类型不是int型就结束了，所以可以通过管理流使得流可以继续使用
     while (std::cin >> ival, !std::cin.eof())
     {
         if (std::cin.bad())
             throw std::runtime_error("IO stream is not successful");
         if (std::cin.fail())
         {
             std::cout << "IO stream is fail,try again" << std::endl;
             std::cin.clear();//恢复流状态
             std::cin.ignore(, '\n');
             continue;
         }
         sum += ival;
         std::cout << "sum is  " << sum << std::endl;
     }
8.2 文件输入输出
头文件fstream定义了三个类型来支持文件IO：ifstream 从 一个给定文件读取数据ofstream向一个给定文件写入数据，发stream可以读写给定文件。
8.2.1文件流的使用
创建文件流对象时，如果提供了文件名，会自动调用open函数打开文件

 ofstream outfile("test.txt");//创建一个输出流对象outfile，并使用该对象创建一个文件
     outfile << "Hello C++" << endl;//使用流向文件写入内容
     outfile.close();//关闭流
     string txt("t.txt");//文件夹中需要有此文件
     ifstream infile(txt);//C++11新标准，旧版本需使用C风格字符串infile(txt.c_str())

如果定义了一个了一个空文件（文件流对象没有绑定文件），可以调用open将它与文件关联起来如果调用失败，failbit会被置位，所以进行是否成功检查是一个好习惯

 ifstream infile;
     infile.open("t.txt");
     if (infile)
     {
         string str;
         while(infile >> str)
         cout << str << endl;
         infile.close();
     }

 8.3 string流

sstream 头文件定义的三个类型是支持内存IO，即字符串流是内存中的输入输出。

istringstream从string读取数据，ostringstream向string读数据stringstream既可以从string读数据也可以向string写数据。

使用istringstream

当某些工作需要处理某行文本中的单个单词时通常可以使用istringstream

教材中有这样一个例子，家丁一个通讯录文件，列出了一些人和他们的电话，但是有些人会有不止一个电话号码，通常文件的每条记录（每一行）都是以人名开头，后面跟随他们的电话

eg: 小王   130xxxxxxxx  6283xxxx

小李   158xxxxxxxx

那么首先需要定义一个类PersonInfo来描述输入数据，PersonInfo有一个对象name来表示人名，一个vector<string>来保存电话号码。该程序需要读取兵处理多条PersonInfo记录，所以需要一个vector<PersonInfo>来保存多条记录，使用getline函数读取每一行，使用istringstream读取行中的单个单词。

 struct PersonInfo {
     std::string name;
     std::vector<std::string> phone;
     void save_contacts();
 };

 void PersonInfo::save_contacts()
 {
     string line;//保存来自输入的一行记录
     string word;//保存记录的单个单词
     vector<PersonInfo> person;//保存输入的所有记录

     while (getline(std::cin, line))//
     {
         PersonInfo info;//创建一个PersonInfo的对象，保存记录
         istringstream record(line);//创建一个isrting流对象record，并绑定到输入的记录的行
         record >> info.name;//读取一条记录中的名字给PersonInfo对象的name成员
         while (record >> word)//读到的记录中的电话号码给PersonInfo对象的phone成员
             info.phone.push_back(word);
         person.push_back(info);//将读到的所有记录保存到vector<PersonInfo>中
     }
 }

使用ostringstream

 //使用ostringstream对构造好的输入的记录进行输出
     for (const auto entry : person)
     {
         //创建ostring对象用于输出无效的电话号码和规范为特定格式的后的电话号码
         ostringstream badNums;
         ostringstream formatted;
         //
         for (const auto& nums : entry.phone)
         {
             if (!valid(nums))
                 badNums << " " << nums;
             else
                 formatted << " " << format(nums);
         }
         if (badNums.str.empty())//如果电话号码有效，输出格式化后的电话号码
             cout << entry.name << " " << formatted.str();
         else
             cerr << "input error :" << endl;
     }

上面的是处理的从cin读取的数据，可以综合文件流和string流实现从文件读取数据

小结

C++使用标准库类来处理面向流的输入输出

iostream 处理控制台IO

fstream 处理命令文件IO

stringstream完成内存string的IO

继承关系如上面的图

每个IO对象都维护一组条件状态，用来指出此对象上是否可进行IO操作，如果遇到了错误，则对象状态变为失效，除非纠正错误才能执行后续操作