C++的IO流

C语言的输入与输出

C语言中用到的最频繁的输入输出方式就是scanf ()与printf()。 scanf():从标准输入设备(键盘)读取数据，并将值存放在变量中。printf(): 将指定的文字/字符串输出到标准输出设备(屏幕)。注意宽度输出和精度输出控制。C语言借助了相应的缓冲区来进行输入与输出。如下图所示:

对输入输出缓冲区的理解：

1. 可以屏蔽掉低级I/O的实现，低级I/O的实现依赖操作系统本身内核的实现，所以如果能够屏蔽这部分的差异，可以很容易写出可移植的程序。
2. 可以使用这部分的内容实现“行”读取的行为，对于计算机而言是没有“行”这个概念，有了这部分，就可以定义“行”的概念，然后解析缓冲区的内容，返回一个“行”。

流是什么

“流”即是流动的意思，是物质从一处向另一处流动的过程，是对一种有序连续且具有方向性的数据（ 其单位可以是bit,byte,packet ）的抽象描述。 C++流是指信息从外部输入设备（如键盘）向计算机内部（如内存）输入和从内存向外部输出设备（显示器）输出的过程。这种输入输出的过程被形象的比喻为“流”。

它的特性是：有序连续、具有方向性

为了实现这种流动，C++定义了I/O标准类库，这些每个类都称为流/流类，用以完成某方面的功能

C++标准IO流

C++系统实现了一个庞大的类库，其中ios为基类，其他类都是直接或间接派生自ios类

C++标准IO流

C++标准库提供了4个全局流对象cin、cout、cerr、clog，使用cout进行标准输出，即数据从内存流向控制台(显示器)。使用cin进行标准输入即数据通过键盘输入到程序中，同时C++标准库还提供了cerr用来进行标准错误的输出，以及clog进行日志的输出，从上图可以看出，cout、cerr、clog是ostream类的三个不同的对象，因此这三个对象现在基本没有区别，只是应用场景不同。

在使用时候必须要包含文件并引入std标准命名空间

注意：

1. cin为缓冲流。键盘输入的数据保存在缓冲区中，当要提取时，是从缓冲区中拿。如果一次输入过多，会留在那儿慢慢用，如果输入错了，必须在回车之前修改，如果回车键按下就无法挽回了。只有把输入缓冲区中的数据取完后，才要求输入新的数据。
2. 输入的数据类型必须与要提取的数据类型一致，否则出错。出错只是在流的状态字state中对应位置位（置1），程序继续。
3. 空格和回车都可以作为数据之间的分格符，所以多个数据可以在一行输入，也可以分行输入。但如果是字符型和字符串，则空格（ASCII码为32）无法用cin输入，字符串中也不能有空格。回车符也无法读入。
4. cin和cout可以直接输入和输出内置类型数据，原因：标准库已经将所有内置类型的输入和输出全部重载了
5. 对于自定义类型，如果要支持cin和cout的标准输入输出，需要对<<和>>进行重载。
   
6. 在线OJ中的输入和输出：对于IO类型的算法，一般都需要循环输入（主要IO流实现了operator bool）；输出：严格按照题目的要求进行，多一个少一个空格都不行。
   

补充：

class Date
{
   
   
	friend ostream& operator << (ostream& out, const Date& d);
	friend istream& operator >> (istream& in, Date& d);
public:
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
		:_year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{
   
   }

	operator bool()
	{
   
   
		if (_year == 0)
		{
   
   
			return false;
		}
		else
		{
   
   
			return true;
		}
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

istream& operator >> (istream& in, Date& d)
{
   
   
	in >> d._year >> d._month >> d._day;
	return in;
}

ostream& operator << (ostream& out, const Date& d)
{
   
   
	out << d._year << " " << d._month << " " << d._day;
	return out;
}


int main()
{
   
   

	Date d(2022, 4, 10);
	cout << d<<endl;

	string str;
	//cin >> str;
	getline(cin, str);
	cout << str;
	//while (cin>>str) // operator>>(cin, str)
	// 这里本质相当于下面的调用
	//while ((cin >> str).operator bool())
	
	
	while (d)
	{
   
   
		cin >> d;
		cout << d;
	}

	return 0;
}

总结：

• C++ IO流，使用面向对象+运算符重载的方式，能更好的兼容自定义类型，流插入和流提取
• C++IO流，自动识别类型的本质–函数重载，内置类型可以直接使用–因为库里面ostream类型已经实现了
• 在while(cin>>d)这类语句中，输入换行 + ctrl+Z（正常退出）用于结束该输入或者输入ctrl+c（终止）
• getline和cin的区别在于cin遇到空格或者换行会刷新缓冲区而getline遇到换行会刷新缓冲区
• 对于自定义类型想要循环输入，需要实现operator bool和operator >>函数

C++文件IO流

C++根据文件内容的数据格式分为二进制文件和文本文件。采用文件流对象操作文件的一般步骤：

1. 定义一个文件流对象

• ifstream ifile(只输入用)
• ofstream ofile(只输出用)
• fstream iofile(既输入又输出用)

2. 使用文件流对象的成员函数打开一个磁盘文件，使得文件流对象和磁盘文件之间建立联系
3. 使用提取和插入运算符对文件进行读写操作，或使用成员函数进行读写
4. 关闭文件

使用文件IO流用文本及二进制方式演示读写配置文件

struct ServerInfo
{
   
   
	char _address[32];