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IO库

8.1 IO类

IO库类型头文件定义在三个头文件中

1. 宽字符版本的IO类型和函数的名字以w开始，用来操作宽字符语言(wchar_t类型)，如std::wcin, std::wcout和std::wcerr分别对应std::cin, std::cout和std::cerr。它们与其对应的普通char版本都定义在同一个头文件中

2. fstream和sstream中的类型都派生自iostream中的类型，实际应用中，通常将派生类对象当作基类对象使用

3. 输入流和输出流都是流对象，输入流就是用>>把流中内容保存到变量中，而输出流就是用<<把变量保存到流中，一个流是和控制台或一个文件或字符串相关联的

8.1.1 IO对象无拷贝或赋值

1. 不能拷贝或对IO对象赋值，所以IO对象也不能存在容器里

2. 由于IO对象不能拷贝，因此不能将函数形参或返回类型定义为流类型。

3. 进行IO操作的函数通常以引用方式返回流，读写一个IO对象会改变其状态，因此返回的引用不能是const的

8.1.2 条件状态

1. 注意：

a) 如果badbit/failbit/eofbit任何一个被置位，检测流状态的条件都会失败

b) good函数在所有错误均未置位时返回true，而bad，fail和eof函数在对应错误位被置位时返回true

c) 应该使用good或fail函数确定流的总体状态，eof和bad只能检测特定错误

8.1.3 管理输出缓冲

1. 每个输出流都管理一个缓冲区，用于保存程序读写的数据

2. 缓冲刷新（数据真实写入设备或文件）的原因：

a) 程序正常退出

b) 缓冲区满

c) 使用操作符std::endl/std::flush/std::ends显示刷新缓冲区

i. std::endl：输出一个换行符并刷新缓冲区

ii. std::flush：刷新流，但不添加任何字符

iii. std::ends：在缓冲区插入空字符，然后刷新

iv. std::unibuf：告知流接下来每次操作之后都要进行一次flush操作

v. std::nounitbuf：重置流，回到正常缓冲方式

std::cout << std::unitbuf; // 所有写操作都会立即刷新 std::cout << std::nounitbuf; // 回到正常的缓冲状态

3. 当一个输入流关联到一个输出流，每次从输入流读取数据前都会先刷新关联的输出流。默认情况下，std::cin和std::cerr都关联到std::cout，因此，读std::cin或写std::cerr都会刷新std::cout的缓冲区

4. 使用tie函数可以关联两个流。它有两个重载版本：无参版本返回指向输出流的指针。如果本对象已关联到一个输出流，则返回的就是指向这个流的指针，否则返回空指针。tie的第二个版本接受一个指向ostream的指针，将本对象关联到此ostream

std::cin.tie(&std::cout); //std::cin对象关联到std::cout对象 std::ostream *old_tie = std::cin.tie(nullptr); //std::cin不再关联其他流对象 std::cin.tie(&std::cerr); // 从std::cin对象读取数据之前会自动刷新std::cerr std::cin.tie(old_tie); //重新将std::cin对象关联到std::cout对象

5. 每个流同时最多关联一个流，但多个流可以同时关联同一个ostream，向tie传递空指针可以解开流的关联

8.2 文件输入输出

1. 头文件fstream定义了三个类型来支持文件IO：ifstream从给定文件读取数据，ofstream向指定文件写入数据，fstream可以同时读写指定文件

8.2.1 使用文件流对象

1. 创建文件流对象时，如果提供了文件名（可选），open会被自动调用

std::ifstream in(ifile); //创建输入文件流并打开指定文件ifile std::ofstream out; // 创建输出文件流，但未绑定文件

2. 在要求使用基类对象的地方，可以用继承类型的对象代替。因此一个接受iostream类型引用或指针参数的函数，可以用对应的fstream类型来调用

3. 如果open调用失败，failbit会被置位，建议每次执行open操作后，用is_open判断打开是否成功

4. 如果想将文件流关联到另一个文件，必须先调用close关闭当前文件，再调用clear重置流的条件状态（close不会重置流的条件状态）

5. close函数不需要强制调用，一旦fstream对象销毁了，会自动调用close函数关闭该对象绑定的文件

8.2.2 文件模式

1. 注意

a) 只能对std::ofstream或std::fstream对象设定out模式

b) 只能对std::ifstream或std::fstream对象设定in模式

c) 只有设定了out，才能设定trunc模式，只设置out默认也会设置trunc

d) 只要trunc没被设定，就能设定app模式，在app模式下，即使没有设定out模式，文件也是以输出方式打开。

e) 如果想保留以out模式打开的文件内容，就必须同时设定app模式，这会将数据追加写到文件末尾；或者同时设定in模式，即同时进行读写操作

f) ate和binary模式可用于任何类型的文件流对象，并可以和其他任何模式组合使用。

g) 与std::ifstream对象关联的文件默认以in模式打开，与std::ofstream对象关联的文件默认以out模式打开，与fstream对象关联的文件默认以in和out模式打开

h) 默认情况下，打开std::ofstream对象时，文件内容会被丢弃，阻止文件清空的方法是同时指定app或in模式

8.3 string流

头文件sstream定义了三个类型来支持内存IO：istringstream从string读取数据，ostringstream向string写入数据，stringstream可以同时读写string的数据

8.3.1 使用istringstream

struct Contact //单个联系人信息 { std::string name; std::vector<std::string> emails; }; std::string line; //用于保存整行 std::string email; //用于保存邮件 std::vector< Contact > contacts; //用于保存所有联系人信息 while (getline(cin, line)) { Contact info; std::istringstream record(line); //用读入的一行初始化stringstream对象 record >> info.name; //保存联系人姓名 while (record >> email) //按空格保存多个邮件地址 info.emails.push_back(email); contacts.push_back(info);按行保存联系人信息 }

8.3.2 使用ostringstream

for (auto &entry : contacts) { std::ostringstream validEmail, invalidEmail;//存储有效和非法邮箱 for (auto &email : entry.emails)//便利每个联系人的邮箱列表 { if (!valid(email)) invalidEmail << " " << email; else validEmail << " " << email; } if (invalidEmail.str().empty()) //如果不存在非法邮箱 std::cout << entry.name << " " << validEmail.str() << std::endl; else std::cerr << "input error: " << entry.name << " invalid email " << invalidEmail.str() << std::endl; }