C++Primer学习日记

计划：4.27-4.30 完成IO库、顺序容器两章

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为什么要使用using namespace std;

namespace是指标识符的各种可见范围。命名空间用关键字namespace 来定义。命名空间是C++的一种机制，用来把单个标识符下的大量有逻辑联系的程序实体组合到一起。此标识符作为此组群的名字。

iostream 和 iostream.h 有什么区别；

后缀为.h的头文件c++标准已经明确提出不支持了，早些的实现将标准库功能定义在全局空间里，声明在带.h后缀的头文件里，c++标准为了和C区别开，也为了正确使用命名空间，规定头文件不使用后缀.h。 因 此，当使用<iostream.h>时，相当于在c中调用库函数，使用的是全局命名空间，也就是早期的c++实现；当使用< iostream>的时候，该头文件没有定义全局命名空间，必须使用namespace std；这样才能正确使用cout。

1、读写文件

     ofstream out("outfile.txt",ios::in | ios::out | ios::trunc); //向文件写入

ifstream in("outfile.txt",ios::in | ); //从文件读取

参数说明：

ios::in	为输入(读)而打开文件
ios::out	为输出(写)而打开文件
ios::ate	初始位置：文件尾
ios::app	所有输出附加在文件末尾
ios::trunc	如果文件已存在则先删除该文件
ios::binary	二进制方式

若文件为非程序流输入（即原本文件已有数据），则输出可能会乱码。原因为C++不识别UTF-8，标准库没有相关转码。若文件内容为ofstream输入，则能正常显示。

状态标志符的验证(Verification of state flags)

除了eof()以外，还有一些验证流的状态的成员函数（所有都返回bool型返回值）：

• bad()

  如果在读写过程中出错，返回 true 。例如：当我们要对一个不是打开为写状态的文件进行写入时，或者我们要写入的设备没有剩余空间的时候。

• fail()

  除了与bad() 同样的情况下会返回 true 以外，加上格式错误时也返回true ，例如当想要读入一个整数，而获得了一个字母的时候。

• eof()

  如果读文件到达文件末尾，返回true。

• good()

  这是最通用的：如果调用以上任何一个函数返回true 的话，此函数返回 false 。

要想重置以上成员函数所检查的状态标志，你可以使用成员函数clear()，没有参数。

获得和设置流指针(get and put stream pointers)

所有输入/输出流对象(i/o streams objects)都有至少一个流指针：

• ifstream， 类似istream, 有一个被称为get pointer的指针，指向下一个将被读取的元素。
• ofstream, 类似 ostream, 有一个指针 put pointer ，指向写入下一个元素的位置。
• fstream, 类似 iostream, 同时继承了get 和 put

我们可以通过使用以下成员函数来读出或配置这些指向流中读写位置的流指针：

• tellg() 和 tellp()

  这两个成员函数不用传入参数，返回pos_type 类型的值(根据ANSI-C++ 标准) ，就是一个整数，代表当前get 流指针的位置 (用tellg) 或 put 流指针的位置(用tellp).

• seekg() 和seekp()

  这对函数分别用来改变流指针get 和put的位置。两个函数都被重载为两种不同的原型：

  seekg ( pos_type position );
  seekp ( pos_type position );

  使用这个原型，流指针被改变为指向从文件开始计算的一个绝对位置。要求传入的参数类型与函数 tellg 和tellp 的返回值类型相同。

  seekg ( off_type offset, seekdir direction );
  seekp ( off_type offset, seekdir direction );

  使用这个原型可以指定由参数direction决定的一个具体的指针开始计算的一个位移(offset)。它可以是：

  ios::beg	从流开始位置计算的位移
  ios::cur	从流指针当前位置开始计算的位移
  ios::end	从流末尾处开始计算的位移

流指针 get 和 put 的值对文本文件(text file)和二进制文件(binary file)的计算方法都是不同的，因为文本模式的文件中某些特殊字符可能被修改。由于这个原因，建议对以文本文件模式打开的文件总是使用seekg 和 seekp的第一种原型，而且不要对tellg 或 tellp 的返回值进行修改。对二进制文件，你可以任意使用这些函数，应该不会有任何意外的行为产生。

 // obtaining file size
    #include <iostream.h>
    #include <fstream.h>  

    const char * filename = "test.txt";  

    int main () {
        long l,m;
        ifstream in(filename, ios::in|ios::binary);
        l = in.tellg();
        in.seekg (, ios::end);
        m = in.tellg();
        in.close();
        cout << "size of " << filename;
        cout << " is " << (m-l) << " bytes.\n";
        return ;
    }  

   //结果:
   size of example.txt is  bytes.  

二进制文件

在二进制文件中，使用<< 和>>，以及函数（如getline）来操作符输入和输出数据，没有什么实际意义，虽然它们是符合语法的。

文件流包括两个为顺序读写数据特殊设计的成员函数：write 和 read。第一个函数 (write) 是ostream 的一个成员函数，都是被ofstream所继承。而read 是istream 的一个成员函数，被ifstream 所继承。类 fstream 的对象同时拥有这两个函数。它们的原型是：

write ( char * buffer, streamsize size );
read ( char * buffer, streamsize size );

这里 buffer 是一块内存的地址，用来存储或读出数据。参数size 是一个整数值，表示要从缓存（buffer）中读出或写入的字符数。

 // reading binary file
     #include <iostream>
     #include <fstream.h>  

     const char * filename = "test.txt";  

     int main () {
         char * buffer;
         long size;
         ifstream in (filename, ios::in|ios::binary|ios::ate);
         size = in.tellg();
         in.seekg (, ios::beg);
         buffer = new char [size];
         in.read (buffer, size);
         in.close();  

         cout << "the complete file is in a buffer";  

         delete[] buffer;
         return ;
     }
     //运行结果：
     The complete file is in a buffer  

缓存和同步(Buffers and Synchronization)

当我们对文件流进行操作的时候，它们与一个streambuf 类型的缓存(buffer)联系在一起。这个缓存（buffer）实际是一块内存空间，作为流(stream)和物理文件的媒介。例如，对于一个输出流， 每次成员函数put (写一个单个字符)被调用，这个字符不是直接被写入该输出流所对应的物理文件中的，而是首先被插入到该流的缓存（buffer）中。

当缓存被排放出来(flush)时，它里面的所有数据或者被写入物理媒质中（如果是一个输出流的话），或者简单的被抹掉(如果是一个输入流的话)。这个过程称为同步(synchronization)，它会在以下任一情况下发生：

• 当文件被关闭时: 在文件被关闭之前，所有还没有被完全写出或读取的缓存都将被同步。
• 当缓存buffer 满时:缓存Buffers 有一定的空间限制。当缓存满时，它会被自动同步。
• 控制符明确指明:当遇到流中某些特定的控制符时，同步会发生。这些控制符包括：flush 和endl。
• 明确调用函数sync(): 调用成员函数sync() (无参数)可以引发立即同步。这个函数返回一个int 值，等于-1 表示流没有联系的缓存或操作失败

2.string流

istringstream.ostringstream 在string上读.写数据。 stringstream 可读可写

一个简单例子

 /*首先定义一个简单类，来描述输入数据*/
 struct PersonInfo{
     string name;
     vector<string> phones;
 };
 int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
 {
     string line,word; //分别保存来着输入的一行和单词
     vector<PersonInfo> people;
     while (getline(cin,line))  //逐行从输入读取数据，
     {
         PersonInfo info;
 //        cout << "->";
         istringstream record(line);  //将记录绑定到读入行

         record >> info.name;
         while (record>>word)
         {
 //            cout << "->";
             info.phones.push_back(word);
             people.push_back(info);
         }
     }
     /*ostringstream 的使用。对上面的输入进行，验证电话号码，并改变格式*/
     for (const auto &entry :people)
     {
         ostringstream formatted, badNums;
         for (const auto &nums : entry.phones){
             if (!valid(nums)){  //valid()函数完成电话号码验证
                 badNums << " " << nums;
             }else
             formatted << " " << format(nums);//format()用于改变格式
         }
         if (badNums.str().empty())  //没有错误的数字
             os << entry.name << " " << formatted.str() << endl;  //打印
         else
         {
             cerr << "input error: " << entry.name << "invalid number(s)" << badNums.str() << end;
         }
     }
     return ;
 }

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1、顺序容器

容器	说明	访问支持	优/劣势
vector	可变大小数组	支持快速随机访问	在尾部之外的位置插入或删除元素可能会很慢
deque	双端队列	支持快速随机访问	在头尾位置插入/删除速度很快
list	双向链表	只支持双向顺序访问	在list中任何位置进行插入/删除操作速度都很快
forward_list	单向链表	只支持单向顺序访问	在链表任何位置进行插入/删除操作速度都很快
array	固定大小数组	支持快速随机访问	不能添加或删除元素
string	与vector相似的容器	专门用于保存字符	随机访问快、在尾部插入/删除速度快

array是一种更安全、更容易使用的数组类型。forward_list的设计目标是达到与最好的手写的单向链表数据结构相当的性能。注，现代C++程序应该使用标准库容器，而不是更原始的数据结构。

确定使用哪种顺序容器：

1、除非有很好的理由选择其他容器，否则应该使用vector

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2、