C++ 头文件系列(ios)

1 简介

我们都知道，平时常用的那些标准流，诸如iostream、ofstream、ifstream等等，其实都是对应的basic_XXX模版的实例类。 而这些basic_XXX类模版又都是继承自同一个基类模版----basic_ios。

2 basic_ios模版

定义这个基类模版应该是出于可重用的目的。

2.1 成员类型

• char_type ： 字符类型，即第一个模版参数。
• char_traits ： 萃取器，即第二个模版参数（默认为位于< string >头文件内的char_traits萃取器）。

2.2 构造器

该模版的构造函数只需要两个类型：charT、traits。 一个是字符类型，另一个是字符萃取器，两者都只和字符有关。

2.3 状态标记函数

• good ： 检测流状态是否为good。
• eof ： 检测end-of-file 标记位是否被置为1，即是否到文件末尾。
• fail ： 检测 fail标记位 或者 bad标记位是否被置为1，即先前是否有操作失败。
• bad ： 检测bad 标记位是否被置为1， 即先前是否有操作导致了严重错误（致使流的完整性遭到破坏）。
• operator !、operator bool ： 检测流的状态是否正常，即是否有操作失败或导致了严重错误（fail or bad）。
• rdstate、setstate ： 返回或者设置所有状态标记位。
• clear ： 清楚状态标记位。

2.4 格式化函数

• coptfmt ： 将给定的basic_ios对象的内部格式copy给自身。
• fill ： 返回、设置填充字符（当设定的宽度大于实际输出宽度时，才会出现填充情况）。

2.5 其他函数

• exceptions ： 返回、设置异常掩码（设置之后，对应的状态标记位被置1时，会抛出异常）。
• imbue ： 将locale灌输进流，这个调用会触发imbue_event事件。
• tie ： 返回先前的关联输出流、设置新的关联输出流。"The tied stream is an output stream object which is flushed before each i/o operation in this stream object." 也就是说，每次自身的输入输出操作发生前，该tied的流都回把缓冲区的内容输出。 默认情况下，标准cin和cerr流与cout相关连，所以每次在键盘输入时，“黑框”都回把输入显示出来。
• rdbuf ： 返回、设置basic_ios内部的stream buffer。
• narrow ： 将传入字符（通常是宽字符）窄化（narrow）成自身模版类的char_type类型字符。
• widen ： 将传入字符宽化（widen）成自身模版类的char_type类型字符（通常是宽字符）。

3 ios_base类

这个类很特殊，它是basic_ios类模版的基类，并且它的构造函数是私有的。 这就意味着它在设计之初就是内部使用，只用于派生，不能被用户声明使用。

3.1 格式化函数

• flags ： 返回或者重新设置所有格式标记符。
• setf ： 设置特定类别的格式标记符。
• unsetf ： 清除特定的格式标记符。
• precision ： 设置浮点数精度。
• width ： 设置域宽。

3.2 本地化函数

• imbue ： “灌入”区域设置。
• getloc ： 返回当前区域设置。

3.3 有关internal array的函数

该类内部维护了一个internal extensible array作为通用数组，并且定义了三个公有函数帮助用户使用它们。

• xalloc（静态） ： 返回一个extensible array的新下标。
• iword ： 返回数组中对应给定下标的long元素。
• pword ： 返回数组中给定下标对应的元素指针（void*）。

3.4 事件支持

ios_base支持事件这一概念，但只支持有限的事件。

3.4.1 event枚举类

• copyfmt_event ： 当调用copyfmt时发生。
• erase_event ： 当stream的析构器被调用时。
• imbue_event ： 当调用ios_base::imbue时。

3.4.2 event_callback类型

ios_base以回调函数的形式来支持事件。 回调函数必须满足以下类型void (*event_callback) (event en, ios_base& obj, int index); 其中obj是触发事件的stream对象，index是注册回调函数时的传入的index参数。

3.4.3 注册事件回调函数

• register_callback

3.5 其他

3.5.1 其他函数

• sync_with_stdio（静态） ： 是否同步C++输入输出流和C输入输出对象（stdin、stdout、stderr）。

3.5.2 其他成员类型

• fmtflags ： 流格式化标记符类型。
• iostate ： 流状态标记符类型。
• openmode ： 流打开模式标记符类型。
• seekdir ： 流定位方向标记符类型。

3.5.3 其他成员类

• failure ： 继承自std::exception的异常类，用来作为输入输出流的基本异常类。
• Init ： 八个标准流实例化的控制器。

4 Error Reporting

该头文件也提供了一定的错误处理功能。

4.1 io_errc 枚举类

这个枚举类定义了input/output 的错误情况。 C++标准只要求该枚举类定义stream枚举，但具体的库可以自己实现额外的枚举。

4.2 make_error_code函数

该函数从给定的io_errc枚举构建出错误码（error_code对象）。

4.3 make_error_condition函数

该函数从给定的io_errc枚举构建出错误情况（error_condition对象）。

4.4 iostream_category函数

返回一个error_category对象，该对象类型与io_errc枚举类对应的error_condition的错误类别相关联。

5 Manipulators（全局函数）

• boolalpha ： 将bool变量字符化（包括输入输出），即1->true，0->false。
• showbase ： 输出时，显示数字的前置基数，即十六进制->0x， 八进制->0， 十进制无前置基数。
• showpoint ： 显示浮点数的小数点。
• showpos ： 显示正整数的“+”号。
• skipws ： 跳过所有前置的white-space。
• unitbuf ： 每次向流插入内容时，输出缓冲区的内容。
• uppercase ： 所有小写字母都用大写替代。
• dec、hex、oct ： 分别用十进制、十六进制、八进制来表示整数。
• fixed、scientific ： 分别用固定点小数法、科学计数法来表示浮点数。
• internal、left、right ： 分别使数字居中、左对齐、右对齐，其中居中时会根据情况适当的插入填充字符。