第十七章 I/O 流

第十七章 I/O流 17.1 printf和scanf的缺陷 17.2 I/O标准流类 17.3 文件流类 17.4 串流类 17.5 控制符 17.6 使用I/O成员函数

17.1 printf和scanf的缺陷 1．非类型安全编译器无法检查对printf()和scanf()的调用的正确性。 2．不可扩充性 printf()和scanf()知道如何输入输出已知的基本数据类型值，但是，C++程序中大量的类对象，其输入输出格式是未预先定义的，这就希望输入输出语句能够更加灵活与可扩充。printf()和scanf()却无能为力，它们既不能识别，也不能学会如何识别用户定义的对象。

17.2 I/O标准流类 主要内容： 1．标准流的设备名 2．原理

1．标准流的设备名 iostream.h是I/O流的标准头文件。其对应的标准设备见表19-1。表明：cout对象的默认输出是屏幕，cin对象的默认输入是键盘。表19-1 标准I/O流设备

2. 原理 （1）cout是ostream流类的对象，它在iostream.h头文件中作为全局对象定义： ostream cout(stdout); ostream流类对应每个基本数据类型都有友元，它们在iostream.h中声明： ostream& operator<<(ostream&dest,char*pSource); ostream& operator<<(ostream&dest,int source); ostream& operator<<(ostream&dest,char source); //等等

2. 原理（续1） 例：cout<<”My name is Jone”; 说明：cout是ostream对象，<<是操作符，右面是char*类型，故匹配上面的“ostream& Operator<<(ostream&dest,char*pSource);”操作符。它将整个字串输出，并返回ostream流对象的引用。

2. 原理（续2） （2）cin是istream的全局对象，istream流类也有若干个友元： istream& operator<<(ostream&dest,char*pSource); istream& operator<<(ostream&dest,int source); istream& operator<<(ostream&dest,char source); //等等

2. 原理（续3） （3）除了标准输入输出设备，还有标准错误设备cerr。当程序测试并处理关键错误时，不希望程序的错误信息从屏幕显示重定向到其它地方，这时使用cerr流显示信息。

例：在除法操作不能进行时显示一条错误信息。例：在除法操作不能进行时显示一条错误信息。 //ch19_1.cpp #include<iostream.h> void fn(int a,int b) {if(b==0) cerr<<”zero encountered.”<<”The message cannot be redirected”; else cout<<a/b<<endl; } void main() {fn(20,2); fn(20,0); } 结果： 10 zero encountered.The message cannot be redirected

17.3 文件流类 说明：（1）ofstream,ifstream,fstream是文件流类，在fstream.h中定义。其中，fstream是ofstream和ifstream多重继承的子类。（2）文件流类不是标准设备，没有预先定义的全局对象。文件流类定义的操作应用于外部设备，最典型的设备是磁盘中的文件。（3）定义一个文件流类对象，包括文件名和打开方式。

17.3 文件流类（续1） 说明：（4）类ofstream用于执行文件输出，该类有几个构造函数，其中最有用的是： ofstream::ofstream(char* pFileName, //指向要打开的文件名字串 int mode=ios::out, //打开方式 int prot=filebuf::openprot); //保护方式（5）mode是打开方式，它的选择项见表17_2。 prot是保护方式，它的选择项见表17_3。

表17_2 文件打开选择项

表17_3 文件保护方式选择项

例：在文件myname中，写入一些信息。 //ch19_2.cpp #include<fstream.h> void fn() {ofstream myf(“c:\\bctemp\\myname”); myf<<”In each of the following questions, a related pair\n” <<“of words or phrases is followed by five lettered pairs\n” <<”of words or phrases.\n”; } void main() {fn(); }

17.3 文件流类（续2） 说明：打开方式默认为ios::out|ios::trunc，即该文件用于接受程序的输出，如果该文件原先已存在，则其内容必须先清除，否则就新建。用ifstream打开的文件，默认打开方式为ios::in，用ofstream打开的文件，打开方式不能默认。

17.4 串流类 说明：（1）ostrstream,istrstream,strstream是串流类，在strstream.h中定义。其中，strstream是ostrstream和istrstream多重继承的子类。（2）串流类不是标准设备，没有预先定义的全局对象。串流类允许将fstream类定义的文件操作应用于存储区中的字符串，即将字符串看作为设备。（3）定义一个串流类对象，包括字符数组和数组大小。

17.4 串流类（续1） 说明：（4）类istrstream用于执行串流输入，该类有几个构造函数，其中最有用的是： istrstream::istrstream(const char * str); istrstream::istrstream(const char * str,int size); 第一个参数指出字符串数组，第二个参数说明数组大小。当size为0时，表示把istrstream类对象连接到由str指向的以空字符结束的字符串。

17.4 串流类（续2） 说明：（5）类ostrstream用于执行串流输出，该类也有几个构造函数，其中最有用的是： ostrstream::ostrstream(char*, int size,int=ios::out); 第一个参数指出字符串数组，第二个参数说明数组大小，第三个参数指出打开方式。

例：使用串流输入对字符串中的数据进行解读。例：使用串流输入对字符串中的数据进行解读。 //ch19_3.cpp #include<iostream.h> #include<strstream.h> char * parseString(char* pString) {istrstream inp(pString,0); //ios::in方式，读到Null结束 int aNumber; float balance; inp>>aNumber>>balance; //从串流中读入一个整数和浮点数 char * pBuffer=new char[128];

例：续1 ostrstream outp(pBuffer,128); // ios::out方式，字串长度128 outp<<”a Number=”<<aNumber <<”,balance=”<<balance<<endl; return pBuffer; } void main() {char* str=”1234 100.35”; char* pBuf=parseString(str); cout<<pBuf<<endl; delete []pBuf; } 结果：a Number=1234,balance=100.35

17.5 控制符 C++有两种方法控制格式输出。 1．用流对象的成员函数

例：改变输出精度。 //ch19_4.cpp #include<iostream.h> void fn(float interest,float amount) {cout<<”RMB amount=”; cout.precision(2); //置有效位数为2位 //precision()是cout对象的成员函数 cout<<amount; cout<<”\nthe interest=”; cout.precision(4); //置有效位数为4位 cout<<interest<<endl; }

例：续 void main() {float f1=29.41560067; float f2=12.567188; fn(f1,f2); } 结果： RMB amount=13 the interest=29.42

17.5 控制符（续1） 2．用控制符 manipulators（控制符）是在头文件iomanip.h中定义的对象，与成员函数调用效果一样。控制符的优点是程序可以直接将它们插入流中，不必单独调用。

例：用控制符设置小数精度，重写ch19_4.cpp。 //ch19_5.cpp #include<iostream.h> #include<iomanip.h> void fn(float interest,float amount) {cout<<”RMB amount=”<<setprecision(2)<<amount; cout<<”\nthe interest=” <<setprecision(4)<<interest<<endl; } void main() {float f1=29.41560067; float f2=12.567188; fn(f1,f2); }

表17-4 常用控制符与流控制成员函数

17.5 控制符（续2） 说明：（1）控制符和流成员函数相对应，它们用法不同，但作用相同。（2）其中setw(n)或width(n)很特别，他们在下一个域输出后，又回到原先的默认值。（3）用控制符的方法更加直接。

例：打印一个倒三角形。 //ch19_7.cpp 方法一：用控制符 #include<iostream.h> #include<iomanip.h> void main() {for(int n=1;n<8;n++) cout<<setfill(‘’)<<setw(n)<<”” <<setfill(‘m’)<<setw(15-2*n) <<”m”<<endl; }

例：续1 //ch19_8.cpp 方法二：用流控制成员函数 #include<iostream.h> #include<iomanip.h> void main() {for(int n=1;n<=7;n++) {for(int k=1;k<=n;k++)cout<<””; for(int k=1;k<=15-2*n;k++) cout<<”m”; cout<<endl; } }

例：续2 结果： mmmmmmmmmmmmmm mmmmmmmmmmmm mmmmmmmmm mmmmmmm mmmmm mmm m

17.6 使用I/O成员函数 主要内容：引言 1．用getline()读取输入行 2．用get()读取一个字符 3．用get() 输入一系列字符 4．输出一个字符

引言大多数简单的C++程序使用cin来进行输入操作。有时候需要对输入操作进行更加精细的控制，这时可以用I/O流成员函数。

1.用getline()读取输入行 功能：读取一行文本。函数原型： getline(char *line,int size,char=’\n’); 说明：（1）第一个参数是字符数组，用于放置读取的文本，第二个参数是本次读取的最大字符个数，第三个参数是分隔字符，作为读取一行结束的标志。（2）在默认状态，getline成员函数读字符直到回车，或者读到指定的字符数。要在遇到某个字符时，结束输入操作，可使用：cin.getline(line,sizeof(line),’X’);

2.用get()读取一个字符 功能：每次一个字符的输入操作。函数原型：char istream::get();

3.用get()读取一系列字符 功能：输入一系列字符，直到输入流中出现结束符或所读字符个数已达到要求读的字符个数。函数原型： istream& istream::get(char*,int n,char delim=’\n’); 说明：由于可以规定输入字符个数，所以代码不安全。

4.输出一个字符 说明：使用put()成员函数，可以在屏幕上依次显示字母表中的字母。put()成员函数的参数，是文件流对象in的成员函数get()的返回值。

小结 C的I/O是丰富、灵活和强大的，但量，C的I/O系统一点与不了解对象，不具有类型的安全性。C++的I/O流扬弃了C的I/O系统，它操作更简捷，更易理解，它使标准I/O流、文件流和串流的操作在概念上统一了起来。有了控制符，C++更具灵活。由它所重载的插入运算符完全融入了C++的类及其继承的体系。

第十七章 I/O 流

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