C++ Primer学习：IO流、文件操作与string流解析
这篇博客详细介绍了C++ Primer第八章的内容，包括IO类的使用、文件输入输出操作以及string流的管理。文中强调了IO对象不可拷贝和赋值，以及如何处理文件结束和错误情况。还涵盖了从输入流读取数据、文件模式的设定、字符串流的复用，并给出了多个课后习题的解答和示例程序，涉及从文件读取数据、保存到文件、追加输出以及istringstream对象的运用等实践场景。
笔记：
8.1 IO类
IO对象无拷贝或赋值。因此不能将形参或返回类型设置为流类型，通常以引用方式传递和返回流。且不能是const的。
将流的状态作为条件判断时，如while(cin >> i)，当遇到了文件结束符，或者遇到了IO流错误，或者读入了无效数据时，循环便会终止。
当一个输入流被关联到一个输出流时，任何试图从输入读取数据的操作都会先刷新关联的输出流。标准库将cout和cin关联在一起。
8.2 文件输入输出
以out模式打开文件会丢弃已有数据，每次调用open都会确定文件模式。
调用close后才可以diaoyongopen打开另一个文件。
8.3 string流
重复使用字符串流时，每次都要调用clear
课后习题：
练习 8.1：编写函数，接受一个istream ＆参数，返回值类型也是istream ＆.此函数须从给定流中读取数据， 直至遇到文件结束标识时停止。它将读取的数据打印在标准输出上。完成这些操作后，在返回流之前，对流进行复位，使其处于有效状态。
//练习 8.1
#include <iostream>
#include <stdexcept>
using namespace std;
istream & read(istream & is)
{
int val;
while (is >> val, !is.eof()) //直到遇见文件结束符才停止读取
{
if (is.bad()) //输入流已经奔溃了
{
throw runtime_error("IO流错误");
}
if (is.fail()) //输入流发生错误，比如输入了字符，输入double类型也会引发错误，但是仍然能输出
{
cerr << "数据错误，请重试：" << endl;
is.clear();
is.ignore(100, '\n');
continue;
}
cout << val << endl;
}
is.clear();
return is;
}
int main()
{
cout << "请输入一些整数，按Ctrl+Z结束" << endl;
read(cin);
system("pause");
return 0;
}
练习 8.2：测试函数，调用参数为cin。
答：见上。
练习 8.3：什么情况下，下面的while 循环会终止？
while (cin >> i) /* ... */
答：遇到了文件结束符，或者遇到了IO流错误，或者读入了无效数据。
练习 8.4：编写函数，以读模式打开一个文件，将其内容读入到一个string 的vector中，将每一行作为一个独立的元素存于vector 中。
//练习 8.4
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
ifstream in("data"); //打开文件
//相当于检查in的状态
if (!in)
{
//cerr在iostream中定义
cerr << "无法打开输入文件" << endl;
return -1;
}
string line;
vector<string> words;
while (getline(in, line)) //从文件中读取一行
{
words.push_back(line);
}
in.close(); //关闭文件
//遍历输出vector
vector<string>::const_iterator it = words.begin();
while (it != words.end())
{
cout << *it << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
练习 8.5：重写上面的程序，将每个单词作为一个独立的元素进行存储。
//练习 8.4
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
ifstream in("data"); //打开文件
//相当于检查in的状态
if (!in)
{
//cerr在iostream中定义
cerr << "无法打开输入文件" << endl;
return -1;
}
string line;
vector<string> words;
while (in >> line) //从文件中读取一个单词
{
words.push_back(line);
}
in.close(); //关闭文件
//遍历输出vector
vector<string>::const_iterator it = words.begin();
while (it != words.end())
{
cout << *it << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
练习 8.6：重写7.1.1节的书店程序（第229 页，从一个文件中读取交易记录。将文件名作为一个参数传递给main（参见6.2.5 节，第196 页）。
//练习 8.6
#include <iostream>
#include <fstream>
#include "Sales_data.h"
using namespace std;
//argc表示的是argv中元素的数量，argv[0]是保存程序的名字的而非用户的输入
//因此要从argv[1]开始
int main(int argc, char * argv[])
{
if (argc != 2)
{
cerr << "请给出文件名" << endl;
return -1;
}
ifstream in(argv[1]);
if (!in)
{
cerr << "无法打开文件" << endl;
return -1;
}
Sales_data total; //保存当前求和结果的变量
if (read(in, total))
{ //读入第一笔交易
Sales_data trans; //保存下一笔交易
do
{ //读入剩余的交易
if (total.isbn() == trans.isbn()) //检查isbn
total.combine(trans); //更新变量total当前的值
else
{
print(cout, total) << endl; //输出结果
total = trans; //处理下一本书
}
} while (read(cin, trans));
print(cout, total) << endl; //输出最后一条交易
}
else
{
cerr << "No data?" << endl;
}
system("puase");
return 0;
}
练习 8.7：修改上一节的书店程序，将结果保存到一个文件中。将输出文件名作为第二个参数传递给main 函数。
// 练习8.7
#include <iostream>
#include <fstream>
#include "Sales_data.h"
using namespace std;
//argc表示的是argv中元素的数量，argv[0]是保存程序的名字的而非用户的输入
//因此要从argv[1]开始
int main(int argc, char * argv[])
{
if (argc != 3)
{
cerr << "请给出输入、输出文件名" << endl;
return -1;
}
ifstream in(argv[1]);
if (!in)
{
cerr << "无法打开输入文件" << endl;
return -1;
}
ofstream out(argv[2]);
if (!out)
{
cerr << "无法打开输出文件" << endl;
return -1;
}
Sales_data total; //保存当前求和结果的变量
if (read(in, total))
{ //读入第一笔交易
Sales_data trans; //保存下一笔交易
if (total.isbn() == trans.isbn()) //检查isbn
total.combine(trans); //更新变量total当前的值
else
{
print(out, total) << endl; //输出结果
total = trans; //处理下一本书
}
print(out, total) << endl; //输出最后一条交易
}
else
{
cerr << "No data?" << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
这里需要在windows下编译运行程序，g++ -o main mian.cpp生成main.exe文件，然后main.exe 文件名1 文件名2，就可以了。
练习 8.8：修改上一题的程序，将结果追加到给定的文件末尾。对同一个输出文件，运行程序至少两次，检验数据是否得以保留。
// 练习8.7
#include <iostream>
#include <fstream>
#include "Sales_data.h"
using namespace std;
//argc表示的是argv中元素的数量，argv[0]是保存程序的名字的而非用户的输入
//因此要从argv[1]开始
int main(int argc, char * argv[])
{
if (argc != 3)
{
cerr << "请给出输入、输出文件名" << endl;
return -1;
}
ifstream in(argv[1]);
if (!in)
{
cerr << "无法打开输入文件" << endl;
return -1;
}
ofstream out(argv[2], ofstream::app); //以ofstream默认是截断的，除非设置app
if (!out)
{
cerr << "无法打开输出文件" << endl;
return -1;
}
Sales_data total; //保存当前求和结果的变量
if (read(in, total))
{ //读入第一笔交易
Sales_data trans; //保存下一笔交易
if (total.isbn() == trans.isbn()) //检查isbn
total.combine(trans); //更新变量total当前的值
else
{
print(out, total) << endl; //输出结果
total = trans; //处理下一本书
}
print(out, total) << endl; //输出最后一条交易
}
else
{
cerr << "No data?" << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
练习 8.9：使用你为8.1.2 节（第281 页）第一个练习所编写的函数打印一个istringstream 对象的内容。
//练习 8.9
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
#include <stdexcept>
using namespace std;
istream & read(istream & is)
{
string s;
while (is >> s) //这里不能加遇到文件停止符，否则最后一个输出不出来。
{
if (is.bad()) //输入流已经奔溃了
{
throw runtime_error("IO流错误");
}
if (is.fail()) //
{
cerr << "数据错误，请重试：" << endl;
is.clear();
is.ignore(100, '\n');
continue;
}
cout << s << " ";
}
cout << endl;
is.clear();
return is;
}
int main()
{
istringstream iss("C++ Primer 第五版");
read(iss);
system("pause");
return 0;
}
练习 8.10：编写程序，将来自一个文件中的行保存在一个vector<string＞中。然后使用一个istringstream 从vector 读取数据元素，每次读取一个单词。
//练习 8.10
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <sstream>
#include <vector>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
ifstream ifs("Sales_data1.txt");
if (!ifs)
{
cerr << "无法打开文件" << endl;
return -1;
}
string line;
vector<string> words;
while (getline(ifs, line))
{
words.push_back(line);
}
ifs.close(); //记得关闭文件
for (auto it = words.begin(); it != words.end(); ++it)
{
istringstream iss(*it);
string word;
//这里要用循环输出一整行句子
while (iss >> word)
{
cout << word << endl;
}
}
system("pause");
return 0;
}
练习 8.11：本节的程序在外层while 循环中定义了istringstream 对象。如果record 对象定义在循环之外，你需要对程序进行怎样的修改？ 重写程序， 将record的定义移到while 循环之外，验证你设想的修改方法是否正确。
//练习 8.11
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
#include <vector>
using namespace std;
struct PersonInfo {
string name;
vector<string> phones;
};
int main()
{
string line, word;
vector<PersonInfo> people;
istringstream record;
while (getline(cin, line))
{
PersonInfo info;
record.clear(); //重复使用字符串流时，每次都要调用clear
record.str(line);
record >> info.name;
while (record >> word)
info.phones.push_back(word);
people.push_back(info);
}
system("pause");
return 0;
}
练习 8.12：我们为什么没有在Personlnfo 中使用类内初始化？
答：由于每个人的电话号数量不固定，因此更好的方式不是通过类内初始化指定人名和所有电话号码，而是在缺省初始化之后，在程序中设置人名并逐个添加电话号码。
练习 8.13：重写本节的电话号码程序，从一个命名文件而非cin 在取数据。
// 练习 8.13
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <sstream>
#include <string>
#include <vector>
using namespace std;
struct PersonInfo
{
string name;
vector<string> phones;
};
string format(const string &s) { return s; }
bool valid(const string &s)
{
return true;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
string line, word;
vector<PersonInfo> people;
istringstream record;
if (argc != 2)
{
cerr << "请输入文件名。" << endl;
return -1;
}
ifstream in(argv[1]);
if (!in)
{
cerr << "无法打开文件。" << endl;
return -1;
}
while (getline(in, line))
{
PersonInfo info;
record.clear(); //重复使用字符串流时，每次都要调用clear
record.str(line);
record >> info.name;
while (record >> word)
info.phones.push_back(word);
people.push_back(info);
}
ostringstream os; //逐步构造输出，最后一起打印
for (const auto &entry : people)
{
ostringstream formatted, badNums;
for (const auto &nums : entry.phones)
{
if (!valid(nums))
{
badNums << " " << nums;
}
else
formatted << " " << format(nums);
}
if (badNums.str().empty())
os << entry.name << " " << formatted.str() << endl;
else
cerr << "输入错误" << entry.name << "无效号码" << badNums.str() << endl;
}
cout << os.str() << endl;
return 0;
}
练习 8.14：我们为什么将entry 和nums 定义为const auto&?
答：const表示在循环中不会改变这些项的值，使用引用的原因是避免拷贝。
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