文章目录
- 1.什么是I/O
- 2.什么是流
- 3.流类库继承体系
- 4.标准输入/输出流
1.什么是I/O
- 数据的输入和输出（INPUT/OUTPUT简写为I/O）
- 3种类型的IO
（1）标准输入输出流
对标准输入设备和标准输出设备的输入输出简称为标准I/O
（2）文件流
对在外存磁盘上文件的输入输出简称为文件I/O
（3）字符串流
对内存中指定的字符串存储空间的输入输出简称为串I/O
2.什么是流
- 数据输出输出的过程，可以形象地看成流
- 从流中获取数据的操作称为“提取”（输入，>>）操作
- 从流中添加数据的操作称为“插入”（输出，<<）操作
cin>>n 从标准输入获取变量n。从输入流到变量，称之为输入
cout<<n 向标准输出插入数据变量n。从变量到输出流，称之为输出
>>,<<箭头指向的方向代表了数据流动的方向
- 标准IO，就有标准输入输出流
- 文件IO，就有文件流
- 字符串IO，就有字符串流
3.流类库继承体系
- ios类和streambuf是平行类，大部分流类都直接或间接继承至这俩类
ios是与输入输出相关的类；streambuf是与缓冲区相关的类 - ios_base是ios基类，给ios类提供了流状态，输入输出格式化的功能
- istream类继承至ios，提供流的输入操作，是输入流，重载了>>
- ostream输出流，重载了输出的操作，重载<<
- iostream输入输出都有
- 字符串输入流：istringstream（>>输入操作），字符串输出流ostringstrea（<<输出操作），字符串输入输出流stringstream（>>,<<操作），
字符串的三个流与stringbuf是组合关系，也就是这三流类包含了stringbuf成员 - 流库具有2个平行的基类：streambuf和ios类，所有流类均以两者之一作为基类
- streambuf类提供对缓冲区的低级操作：设置缓冲区、对缓冲区指针操作、向缓冲区存/取字符
- ios_base，ios类记录流状态，支持对streambuf的缓冲区输入/输出的格式化或非格式化转换
- strstreambuf：使用串保存字符序列。扩展streambuf在缓冲区提取和插入的管理
字符串流缓冲区 - 使用文件保存字符序列。包括打开文件：读/写、查找字符
文件流缓冲区 - 查看类定义
- cin是istream类的一个对象，cout是ostream类的一个对象
- istream是basic_istream模板的一个特化，实际上真正的类应该是basic_istream<char, char_traits>；
ostream是basic_ostream模板的一个特化 - basic_istream继承至basic_ios，并不是继承至ios
- 实际上ios是basic_ios模板的一个特化
- 清除流流状态
- 设置流状态
- 格式化操作
- 很多格式化操作可能由ios_base提供
- 格式化操作，科学计数法，输出宽度
- ostream
- 插入运算符，布尔类型的输出操作
- short类型的输出操作
- 其他，以此类推
- eg：P58\01.cpp
#include <iostream>
using namespace std;
//实际上是2个类对象
// cout;
// cin;
int main(void)
{
int n;
cout << n <<endl;//在ostream类中重载了<<运算符，以成员函数方式重载
MyString str;
cout<<str;//不能以成员函数的方式重载的原因是：不能去更改ostream类的代码，如果每增加一个类，就去更改类重载
//的代码，这样不好。
//所以要输出自定义的类，要重载<<插入运算符，要用友元的方式重载
return 0;
}
- 为什么将ostream和istream看成是继承ios？
将basic_ios<_Elem, _Traits>用ios替换，把basic_istream用iostream替换。所以istream类继承至ios类。ostream类似
4.标准输入/输出流
- C++为用户进行标准I/O操作定义了四个类对象：cin，cout，cerr和clog
（1）cin为istream流类的对象，代表输入设备键盘，后3个为ostream流类的对象
（2）out代表标准输出设备显示器
（3）cerr（错误输出）和clog（位置输出）含义相同，均代表错误信息输出设备显示器 - ostream流的操作
（1）operator <<，插入运算符的重载
（2）put()，输出
（3）write()，输出 - eg：P58\02.cpp
#include <iostream>
using namespace std;
int main(void)
{
int n = 100;
int n2 = 200;
cout <<n<<" "<<n2<<endl;
return 0;
}
- 测试：
为什么可以连续使用<<操作？注意：<<的返回值，<<操作返回一个ostream对象的引用，以及<<操作的重载功能（默认情况下重载了一些基本类型）
运算符重载返回的是对象的引用，运算符重载本质上是函数重载，cout <<n函数的返回值对象的引用（cout就是ostream类型），也还是cout对象，cout对象还可以继续输出
打断点，F9跟踪进去
输入F11，返回的是对象的引用
basic_ostream<_Elem, _Traits>实际上就是ostream类型 - eg：P58\03.cpp
#include <iostream>
using namespace std;
int main(void)
{
int n = 100;
int n2 = 200;
cout <<n<<" "<<n2<<endl;
//put是ostream类的一个成员函数
//put方法的返回值也是ostream对象的引用，所以也可以连续使用
cout.put('H');
cout.put('i');
cout.put(' ');
cout.put('H').put('i').put('\n');
return 0;
}
- 测试：
put()操作
输出单个字符
返回一个ostream对象的引用
cout.put(‘H’).put(‘i’);
put方法的返回值也是ostream对象的引用，所以也可以连续使用 - eg：P58\04.cpp
#include <iostream>
using namespace std;
int main(void)
{
int n = 100;
int n2 = 200;
cout <<n<<" "<<n2<<endl;
//put是ostream类的一个成员函数
//put方法的返回值也是ostream对象的引用，所以也可以连续使用
cout.put('H');
cout.put('i');
cout.put(' ');
cout.put('H').put('i').put('\n');
char buf[] = "test!!!!!";
cout.write(buf, 5);
return 0;
}
- 测试：
write操作
write(buf, len)
write()返回一个ostream对象的引用
cout.write(buf, len)//char buf[len]，输出一个缓冲区，并指定缓冲区的长度 - istream流的操作
（1）operator>>操作，重载了提取运算符>>
（2）get()
（3）getline()
（4）read()
（5）peek()
（6）peek()
（7）putback() - eg：P58\05.cpp
#include <iostream>
using namespace std;
int main(void)
{
int n;
char ch;
cin>>n>>ch;
cout<<"n="<<n<<" "<<"ch="<<ch<<endl;
return 0;
}
- 测试：
为什么可以连续使用>>操作？注意：>>的返回值，>>操作返回一个istream对象的引用，>>操作的重载功能
- eg：P58\06.cpp
#include <iostream>
using namespace std;
int main(void)
{
// int n;
// char ch;
// cin>>n>>ch;
// cout<<"n="<<n<<" "<<"ch="<<ch<<endl;
int ch = cin.get();
cout<<ch<<endl;
char ch;
cin.get(ch);
cout<<ch<<endl;
char ch1;
char ch2;
cin.get(ch1).get(ch2);
cout<<ch1<<" "<<ch2<<endl;
return 0;
}
- 测试
get操作
（1）读取单个字符
（2）返回一个整数（输入的是字符，返回的是字符的ASCII码）
（3）get对回车换行的处理
get(char&)操作
（1）读取单个字符
（2）返回一个istream对象引用
输出A的ASCII码值为65
获取一个字符A
get返回的是对象的引用，所以可以使用多次get - eg：P58\07.cpp
#include <iostream>
using namespace std;
int main(void)
{
// int n;
// char ch;
// cin>>n>>ch;
// cout<<"n="<<n<<" "<<"ch="<<ch<<endl;
// int ch = cin.get();
// cout<<ch<<endl;
// char ch;
// cin.get(ch);
// cout<<ch<<endl;
// char ch1;
// char ch2;
// cin.get(ch1).get(ch2);
// cout<<ch1<<" "<<ch2<<endl;
//getline按行获取，即使遇到空白字符，也会提取到buf中
//最多获取9个字符，还有1个是换行符
//getline不接收换行符
char buf[10] = {0};
cin.getline(buf, 10);
cout<<buf<<endl;
//提取运算符>>遇到空白字符就停止
char buf[10] = {0};
cin>>buf;
cout<<buf<<endl;
return 0;
}
- 测试：
getline操作，按行获取
（1）读取一行，读取回车键
（2）返回istream对象的引用
（3）getline()操作与>>的区别：
char string1[256];
cin.getline(string1, 256);//get a whole line
cin>>string1;//stop at the 1st blank space - eg：P58\08.cpp
#include <iostream>
using namespace std;
int main(void)
{
// int n;
// char ch;
// cin>>n>>ch;
// cout<<"n="<<n<<" "<<"ch="<<ch<<endl;
// int ch = cin.get();
// cout<<ch<<endl;
// char ch;
// cin.get(ch);
// cout<<ch<<endl;
// char ch1;
// char ch2;
// cin.get(ch1).get(ch2);
// cout<<ch1<<" "<<ch2<<endl;
//getline按行获取，即使遇到空白字符，也会提取到buf中
//最多获取9个字符，还有1个是换行符
//getline不接收换行符
// char buf[10] = {0};
// cin.getline(buf, 10);
// cout<<buf<<endl;
// //提取运算符>>遇到空白字符就停止
// char buf[10] = {0};
// cin>>buf;
// cout<<buf<<endl;
//read对空白字符照读不误
char buf[10] = {0};
cin.read(buf, 5);
cout<<buf<<endl;
return 0;
}
- 测试
read(buf, len)
返回一个istream对象的引用
对空白字符照读不误
换行也会读取，a换行bcd
- eg：P58\09.cpp
#include <iostream>
using namespace std;
int main(void)
{
char c[10], c2, c3;
c2 = cin.get();
c3 = cin.get();
cin.putback(c2);//该例子来自vs，按下F11
cin.getline(&c[0], 9);
cout << c <<endl;
return 0；
}
- 测试
peek与putback
peek：查看而不读取
putback：将一个字符添加到流
输入流中有abcdefg
将a获取到c2变量，将b获取到c3变量，此时流中只有cdefg，然后再把c2进行putback放回流中