Chapter17 输入、输出、和文件

Chapter17 输入、输出和文件

C++程序把输入和输出看作字节流。输入时，程序从输入流中抽取字节；输出时，程序将字节插入到输出流中。流充当了程序和流源或流文件之间的桥梁，这使得C++程序可以以相同的方式对待来自键盘的输入和来自文件的输入。因此管理输入包含两步：

将流与输入去向的程序关联起来
将流与文件连接起来

通过使用缓冲区可以更高效地处理输入和输出。缓冲区是用作中介的内存块，它是将信息从设备传输到程序或从程序传输给设备的临时存储工具。输出时，程序首先填满缓冲区，然后把整块数据传输给硬盘，并清空缓冲区，以备下一批输出使用，这被称为刷新缓冲区（flushing the buffer）。

streambuf类为缓冲区提供了内存，并提供了用于填充缓冲区、访问缓冲区内容、刷新缓冲区和管理缓冲区内存的类方法；
iso_base类表示流的一般特征，如是否可读取、是二进制流还是文本流等；
iso类基于ios_base，其中包括了一个指向streabuf对象的指针成员；
ostream类是从ios类派生来的，提供了输出方法；
istream也是从ios类派生而来的，提供了输入方法；
iostream类是基于istream和ostream类的，因此继承了输入方法和输出方法。

在程序中包含iostream头文件将自动创建8个流对象（4个用于窄字符流，4个用于宽字符流）

cin对象对应于标准输入流。wcin对象与此类似，但处理的是wchar_t类型；
cout对象与标准输出流相对应。wcout对象与此类似，单处理的是wchar_t类型；
cerr对象与标准错误流相对应，可用于显示错误信息。这个流没有被缓冲，这意味着信息将被直接发送给屏幕，而不会等到缓冲区填满或新的换行符。wcerr对象与此类似，但处理的是wchar_t类型；
clog对象也对应着标准错误流，与cerr不同的是这个流被缓冲。wclog对象与此类似，单处理的是wchar_t类型。

17.1 使用cout进行输出

ostream类将数据内部表示（二进制位模式）转换为由字符字节组成的输出流。

<<运算符的默认含义是左移运算符，ostream类重新定义了<<运算符，方法是将其重载为输出，在这种情况下，<<叫作插入运算符。

C++用指向字符串位置的指针来表示字符串。指针的形式可以是char数组名、显式的char指针或用引号扩起的字符串。

插入运算符的所有化身的返回类型都是ostream &，也就是说，原型格式如下:

1	ostream & operator<<(type);

除了各种operator<<()函数外，ostream类还提供了put()方法和write()方法，前者用于显示字符，后者用于显示字符串。

最初put()方法的原型如下：

1	ostream & put(char);

当前标准与此相同，但被模板化，以适用于wchar_t。可以用类方法表示法来调用它：

1	cout.put('w');

其中cout是调用方法的对象，put()是类成员函数，和<<运算符函数一样，该函数也返回一个指向调用对象的引用，因此可以用它将输出拼接。

write()方法显示整个字符串，其模板原型如下：

1	basic_ostream <charT, traits> & write(const char_type * s, streamsize n);

write()的第一个参数提供了要显示的字符串的地址，第二个参数指出了要显示多少个字符。

write()方法并不会在遇到空字符时自动停止打印字符，而只是打印指定数目的字符，即使超出了字符串的边界！、

控制符flush刷新缓冲区，而控制符endl刷新缓冲区并插入一个换行符。

ostream插入运算符将值转换为文本格式，在默认情况下，格式化值的方式如下：

对于char值，如果它代表的是可打印字符，则将被作为一个字符显示在宽度位一个字符的字段中。
对于数值整型，将以十进制方式显示在一个刚好容纳该数字及负号（如果有的话）的字段中。
浮点类型被显示为6位，末尾的0不显示

1、修改显示时使用的计数系统

ios_base 类存储了描述格式状态的信息，如要控制整数以十进制、十六进制还是八进制显示，可以使用dec、hex和oct控制符。如：

1	hex(cout);//将cout对象的计数系统格式状态设置为十六进制

虽然控制符不是成员函数，因此不必通过对象来调用，但它们通常的使用方式为：

1	cout << hex;

可以单独使用控制符，也可以将其作为一系列插入的组成部分。

2、调整字段宽度

可以使用width()成员函数将长度不同的数字放到宽度相同的字段中，该方法的原型为：

1 2	int width();//返回字段宽度的当前设置； int width(int i); //将字段宽度设置为i个空格，并返回以前的字段宽度值。

width()方法只影响将显示的下一个项目，然后字段宽度将恢复为默认值。

C++永远不会截断数据，因此如果在宽度为2的字段中打印一个7位值，C++将增宽字段，以容纳该数据。

3、填充字符

在默认情况下，cout用空格填充字段中未被使用的部分，可以用fill()成员函数来改变填充字符。与字段宽度不同的是，新的填充字符将一直有效，直到更改它为止。

4、设置浮点数的显示精度

浮点数精度的含义取决于输出模式。在默认模式下，它指的是显示的总位数。在定点模式和科学模式下，精度指的是小数点后面的位数(默认的C++模式对应于%g说明符，定点表示法对应于%f说明符，而科学表示法对应于%e说明符)。precision()成员函数能够更改精度，新的精度设置将一直有效，直到被重新设置。

6、setf()

ios_base类有一个受保护的数据成员，其中的各位（标记）分别控制这格式化的各个方面，例如计数系统、是否显示末尾的0等。

setf()函数由两个原型，第一个为：

1	fmtflags setf(fmtflags);

其中fmtflags是bitmask^[1]类型的typedef名，用于存储格式标记。

第二个setf()原型接受两个参数，并返回以前的设置：

1	fmtflags setf(fmtflags, fmtflags);

调用setf()的效果可以通过unsetf()消除，后者原型如下：void unsetf(fmtflags mask);.

6、标准控制符

使用setf()不是进行格式化、对用户最为有好的方法，C++提供了多个控制符，能够调用setf()，并自动提供正确的参数。

8、头文件iomanip

使用iostream工具来设置一些个是指不太方便，为了简化工作，C++在头文件iomanip中提供了其他一些控制符，3个最常用的控制符分别是setprecision()、setfill()和setw(),分别用来设置精度、填充字符和字段宽度。

17.2 使用cin进行输入

不同版本的抽取运算符查看输入流的方法是相同的，它们跳过空白（空格、换行符和制表符），直到遇到非空白字符。

cin或cout对像包含一个描述流状态的数据成员。流状态（被定义为iostate类型，而iostate是一种bitmask类型）由3个ios_base元素组成：eobit、badbit和failbit，其中每一个元素都是一位。当全部3个状态位都设置为0时，说明一切顺利。

设置流状态位有一个非常重要的后果：流将对后面的输入或输出关闭，直到位被清楚。如果希望程序在流状态为被设置后能够读取后面的输入，就必须将流状态重置为良好。这可以通过调用clear()方法来实现。

read()函数读取指定数目的字节，并将它们存储在指定的位置中。
peek()函数返回输入中的下一个字符，但不愁去输入流中的下一个字符。
gount()函数返回最后一个非格式化抽取方法读取的字符数。
putback()函数将一个字符插入到输入字符串中，被插入的字符将是下一条输入语句读取的第一个字符。