第14章輸入輸出和文件

1、第14章 輸入輸出和文件 輸入和輸出是人和計算機交互的手段，也是計算機生命所在，試想，如果一臺機器既不接受任何形式的指令，也不給出任何形式的結(jié)果，這臺機器的存在就沒有了意義。幾乎每個程序都要用到輸入和輸出，本書給出的示例代碼中，顯示結(jié)果是依靠cout，輸入信息是依靠cin，這兩個都是C+標(biāo)準(zhǔn)庫中ostream類和istream類中提供了對象，此外，C+標(biāo)準(zhǔn)庫還提供了其他類和對象，不僅僅可實現(xiàn)向屏幕輸出、從鍵盤讀入，還可以寫入文件、從文件讀入，本章重點討論輸入輸出和文件相關(guān)內(nèi)容。14.1 輸入輸出概述 C+語言不具備內(nèi)部輸入輸出能力，需要借助外部I/O包來完成，將輸入輸出具體要完成的操作留給編譯

2、器來做，這樣做的目的是為了最大限度地保證語言與平臺的無關(guān)性。因為輸入輸出功能都是與操作系統(tǒng)相關(guān)的，如果C+為某種操作系統(tǒng)實現(xiàn)內(nèi)部輸入輸出功能，那它也就被限制在這個操作系統(tǒng)上了，舉例來說，如果C+為windows內(nèi)部實現(xiàn)了輸入輸出命令，那么該命令就只能用在windows環(huán)境下，在其他系統(tǒng)，如linux下將完全不起作用，這大大限制了程序的可移植性。 首先，先讓我們一起來了解幾個概念。14.1.1 什么是文件使用電腦時，經(jīng)常遇到“文件”這個詞，一般意義的理解是“存放在存儲介質(zhì)上的一組信息”，但從程序設(shè)計的角度看，文件的概念要寬泛得多。文件的準(zhǔn)確定義為“存放在外部介質(zhì)上的以文件名為標(biāo)識的數(shù)據(jù)的集合”，

3、此處的外部介質(zhì)不僅僅包括磁盤，還包括設(shè)備，比如鍵盤、顯示器以及打印機等。凡是起到輸入輸出作用，與CPU直接或間接打交道的一組信息集合都是文件。每個文件都以文件名為標(biāo)識，I/O設(shè)備的文件名是系統(tǒng)定義的，如：COM1或AUX第一串行口，附加設(shè)備COM2第二串行口，此外，還可能有COM3、COM4等CON控制臺（console），鍵盤（輸入用）或顯示器（輸出用）LPT1或PRN第一并行口或打印機LPT2第二并行口，還可能有LPT3等NUL空設(shè)備14.1.2 流關(guān)于“流”，可以學(xué)院派地解釋為“流是（表達(dá)）讀寫數(shù)據(jù)的一種可移植的方法，它為一般的I/O操作提供了靈活有效的手段。一個流是一個由指針操作的文件

4、或者是一個物理設(shè)備，而這個指針正是指向了這個流?！本虲+程序而言， I/O操作可以簡單地看作是從程序移進(jìn)或移出字節(jié)，這種搬運的過程便稱為流(stream)。程序只需要關(guān)心是否正確地輸出了字節(jié)數(shù)據(jù)，以及是否正確地輸入了要讀取字節(jié)數(shù)據(jù)，特定I/O設(shè)備的細(xì)節(jié)對程序員是隱藏的。C+中，所有的信息都是以0、1編碼，所以，輸出的字節(jié)（也就是0、1序列）代表什么，輸入的源頭或輸出的目的都不是流所關(guān)心的內(nèi)容，流的實質(zhì)在于是否正確完成了運輸任務(wù)，形象的表述如所示，左側(cè)是輸入流而右側(cè)是輸出流。14.1.3 緩沖區(qū) 大家可能已對硬件緩沖區(qū)比較熟悉，為了匹配計算機快速設(shè)備和慢速設(shè)備間的通信步伐，計算機中大量使用了硬件

5、緩沖區(qū)，如CPU中的Cache，內(nèi)存也可以看成是一種緩沖區(qū)，用以高速CPU處理和相對瓶頸的硬盤存儲速度之間的矛盾。 流是傳輸信息的一種邏輯表示，是具有緩沖作用的接口，同樣有緩沖區(qū)的需求，但這里的緩沖區(qū)是一種邏輯概念，和物理設(shè)備中的緩沖區(qū)有所不同。通常，流的緩沖區(qū)是用作中介的內(nèi)存塊，是從設(shè)備傳遞到程序或者由程度傳遞給設(shè)備的臨時存儲池（pool），下面從文件輸入和文件輸出的角度來具體看一下緩沖區(qū)的作用。14.1.4 重定向 標(biāo)準(zhǔn)的輸出和輸入設(shè)備通常指的是顯示器和鍵盤，但一些操作系統(tǒng)支持重定向，這使得標(biāo)準(zhǔn)輸入和輸出能被替換，比如說，一個程序的信息原本是要輸出到屏幕上的，可通過操作系統(tǒng)的支持，在不改變

6、程序的前提下，便可用讓信息輸出到其他位置，以DOS系統(tǒng)來舉例：#include using namespace std;int main()coutHello,txt will be shown on screen;return 0;14.1.5 3種輸入輸出機制C+語言的輸入輸出機制包含3層，前兩層是從傳統(tǒng)的C語言繼承而來，分別是底層I/O和高層I/O，第3層是C+中增添的流類庫，這是本章討論的重點。（1）底層I/O:底層I/O依賴于操作系統(tǒng)來實現(xiàn)，調(diào)用操作系統(tǒng)的功能對文件進(jìn)行輸入輸出處理，具有較高的速度。底層I/O將外部設(shè)備和磁盤文件都等同于邏輯文件，采用相同的方法進(jìn)行處理，一般過程為“打

7、開文件”、“讀寫文件”，“關(guān)閉文件”，這些是通過一組底層I/O函數(shù)來完成的，這些函數(shù)定義在頭文件io.h中。（2）高層I/O:高層I/O是在底層I/O的基礎(chǔ)上擴展起來的，仍舊將外部設(shè)備和磁盤文件統(tǒng)一處理，但處理的方式更為靈活，提供的一組處理函數(shù)定義在頭文件stdio.h中，新的C+標(biāo)準(zhǔn)頭文件為，提供的這些函數(shù)大體可分為兩類：一般文件函數(shù)（外部設(shè)備和磁盤文件）和標(biāo)準(zhǔn)I/O函數(shù)。（3）流類庫:除了從C語言中繼承了上述兩種I/O機制外，C+還特有一種輸出機制：流類庫（即iostream類庫），這是C+所特有的，iostream類庫為內(nèi)置類型類型對象提供了輸入輸出支持，也支持文件的輸入輸出，另外，類的

8、設(shè)計者可以通過運算符重載機制對iostream庫的擴展，來支持自定義類型的輸入輸出操作。14.2 高層I/O C+中的高層I/O是從C繼承而來，使用頭文件，本節(jié)先從其標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出看起，再來學(xué)習(xí)高層I/O中文件的操作，原理上說，流類庫已經(jīng)能勝任幾乎所有的輸入輸出處理，但高層I/O的介紹很有必要，這有助于讀者閱讀原有的代碼。14.2.1 標(biāo)準(zhǔn)輸出函數(shù)printf注意：這里使用的概念是函數(shù)，而不是對象，注意printf和cout的不同，這也許就是C和C+思維方式的不同。printf函數(shù)用于將字節(jié)流復(fù)制到標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備（通常是屏幕），其使用方式十分靈活，有兩個突出優(yōu)點，一是其參數(shù)表的長度是可變的，二是其

9、轉(zhuǎn)換說明和格式控制十分簡單，printf的參數(shù)表分為兩部分：控制字符串和參數(shù)表，基本格式為：int printf(const char*,para1,para2);進(jìn)一步解釋前，先來看示例代碼14-1：#include /使用printf要包含的頭文件int main()printf(%s is %d years old n, Deco, 24);return 0;14.2.2 標(biāo)準(zhǔn)輸入函數(shù)scanfscanf用于從標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備（通常是鍵盤）讀取流數(shù)據(jù)到內(nèi)存中，和printf的使用方法幾乎一致，基本格式為：int scanf(const char*,¶1,¶2);如果控制符和輸

10、入流完全匹配，則返回成功轉(zhuǎn)換的匹配數(shù)；如果部分匹配（從前往后），則返回已經(jīng)成功轉(zhuǎn)換的匹配數(shù)；如果完全不匹配，則返回0；代碼14-2，進(jìn)行匹配輸入示例。代碼14-3示例了不完全匹配輸入的情況。針對下述代碼如果輸入“3A”這樣的字符則完全匹配，結(jié)果正常，但如果輸入“A3”，則匹配失敗。但輸入的A仍然滯留在緩沖區(qū)中，結(jié)果是num沒有賦值成功，A則賦值給了chrscanf(“%d”, &num);Scanf(“%c”, &chr);解決方法：使用清除標(biāo)準(zhǔn)輸入緩沖區(qū)函數(shù)fflush(stdin) 。除了%c之外，%d, %s等都會自動跳過前導(dǎo)空格和換行符等。在%c前加一個空格，則可達(dá)到同樣效果。%與轉(zhuǎn)換

11、字符間加星號(*)表示讀取指定類型的數(shù)據(jù)，但不存儲。如scanf(“%d %*d %d”, &x, &y);輸入10/20后x=10, y=20，“/”雖然被讀取但不保存。14.2.3 掃描集 對scanf函數(shù)而言，掃描集(scanset)是個十分重要的概念。掃描集定義一個字符集合，可由scanf()讀入其中允許的字符并賦給對應(yīng)字符數(shù)組。掃描集合由一對方括號中的一串字符定義，左方括號前必須綴以百分號。 特定掃描集：如%ABC使scanf()讀入字符A、B和C組成字符串 范圍掃描集：如%0-9使scanf()讀入當(dāng)前輸入流中的數(shù)字，碰到非數(shù)字結(jié)束。 反向掃描集：如%Q在碰到非Q時字符時會一直接收

12、輸入，直到碰到Q才結(jié)束scanf()14.2.4 sprintf和sscanf 函數(shù)sprintf和sscanf分別是printf和scanf的串版本（在原函數(shù)的基礎(chǔ)上增加了s前綴而得名），他們的原型分別為：int sprintf(char* s,控制字符串，參數(shù)表);int sscanf(const char* s ,控制字符串，參數(shù)表); 參數(shù)表中參數(shù)的個數(shù)同樣是任意的，與printf和scanf函數(shù)相比，串版本不再和標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出流相關(guān)聯(lián)。 sscanf是從C風(fēng)格字符串變量中讀取值存儲到變量中， sprintf是向C風(fēng)格字符串變量寫入字符，見示例代碼14-414.2.5 fprintf和f

13、scanf函數(shù) f前綴代表file，這里，輸入輸出設(shè)備不再是鍵盤和顯示器，也不是sscanf和sprintf中的C風(fēng)格字符串，而是文件。 fprintf和fscanf的原型為：int fprintf(FILE* ofp,控制字符串，參數(shù)表);/向文件寫入格式化的字符串int fscanf(FILE* ifp ,控制字符串，參數(shù)表);/根據(jù)控制串從文件讀內(nèi)容賦值給相應(yīng)的變量。 頭文件包含了文件結(jié)構(gòu)FILE、stdin、stdout和stderr的定義，因此使用這2個函數(shù)時一般要#include 見備注代碼14.2.6 文件訪問機制文件訪問分“打開文件”、“讀寫文件”，“關(guān)閉文件”3步，I/O庫中

14、提供的文件訪問函數(shù)很多，現(xiàn)列出常用函數(shù)。見例子代碼14-5（01）fopen()：打開一個文件（02）fclose()：關(guān)閉一個文件（03）fcloseall()：關(guān)閉打開的文件（04）fseek()：移動文件指針（09）fprintf()：將變量格式化成字符串，寫入到文件中（10）fscanf()：從一個文件中讀取格式化的數(shù)據(jù)到變量（05）fgetc()/getc()：從文件中讀一個字符（06）fputc()/putc()：寫一個字符到文件中（07）fgets()：從一個文件中讀取C風(fēng)格字符串（08）fputs()：將C風(fēng)格字符串寫入到一個文件（11）getchar()：從stdin(鍵盤)

15、讀取一個字符（12）putchar()：輸出一個字符到stdout（屏幕）（13）gets()：從stdin(鍵盤)讀取一個字符串（14）puts()：輸出一個字符串到stdout（屏幕）（15）remove()：刪除一個文件14.3 流類庫 前面對高層I/O（C語言的文件操作）做了簡單的介紹，但實際上，C+引入的流類庫比高層I/0更為安全高效，流類庫對輸入、輸出和文件等的操作做了合理的封裝，使得程序的邏輯結(jié)構(gòu)也更清晰。因為絕大多數(shù)的流類庫是模板形式，可實例化為char版本和wchar_t版本，如無特別說明，本節(jié)討論的是char版本的情況，wchar_t版本與此完全一致。14.3.1 流類庫更

16、安全、更高效理解這個標(biāo)題的關(guān)鍵在于“更”字，不可否認(rèn)，從C標(biāo)準(zhǔn)庫繼承來的高層I/O也和安全和高效，但為什么說流類庫比高層I/O更安全高效呢，這要從流類庫和高層I/O的機制區(qū)別說起。高層I/O庫函數(shù)主要用來處理基本數(shù)據(jù)類型（字符、整型、浮點數(shù)等），使用參數(shù)表進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，使用控制字符串指定數(shù)據(jù)類型和輸入輸出格式。它們在運行時對格式字符串進(jìn)行語法分析，并據(jù)此對變量進(jìn)行解釋。雖然printf和scanf族函數(shù)（包括串行版本和文件版本）已經(jīng)被很好地優(yōu)化，但在運行期間進(jìn)行解釋嚴(yán)重依賴于用戶的輸入，稍不留意便可能出現(xiàn)問題，如果能在編譯期間分析格式字符串里的變量，根據(jù)不同的類型調(diào)用各自的函數(shù)處理，會加快運行

17、速度，而且，編譯期間的類型檢查有助于發(fā)現(xiàn)錯誤。流類庫是通過類的繼承、類成員函數(shù)的重載來實現(xiàn)的。因此更易用，更安全，更高效。14.3.2 流類庫層次 iostream庫主要包括如所示的幾個頭文件，在前面所有示例代碼中使用的頭文件便是其中之一。14.3.3 iostream 繼承層次14.4 輸出流 C+將輸入輸出都抽象為字節(jié)流，輸出流ostream類的任務(wù)便是將數(shù)值類型轉(zhuǎn)換為以字符字節(jié)為單位的輸出，這些是通過ostream類的公共方法（接口）來實現(xiàn)的，本節(jié)以標(biāo)準(zhǔn)輸出流對象cout為例來討論。14.4.1 操作符在流類庫中，稱為插入操作符，ostream類中已經(jīng)以成員函數(shù)的形式重載了C+基本類型（

18、如char、int、long、double等）的操作符處理函數(shù)，其基本類型為：ostream& operator(基本類型);在前面幾乎所有的示例中都使用了進(jìn)行輸出，舉例來說：cout5;上述輸出整數(shù)5的操作實際上等價于：cout.operator(5); /對應(yīng)的原型為cout.operator(int)操作符的返回類型都為ostream&，這是為了實現(xiàn)鏈?zhǔn)捷敵?，如：cout5”,”6.2;的結(jié)合順序為從左到右，上述代碼等價于：(cout.operatoer(5).operator(“.”).operator(6.2);見示例代碼14-614.4.2 put()、write()、鏈?zhǔn)捷敵?除

19、了操作符外，ostream類中還定義了成員函數(shù)put()和write()，分別用于顯示字符和字符串，其函數(shù)原型分別為：ostream& put(char);ostream& write(const char*,int n); put函數(shù)的參數(shù)指明了要顯示的字符，write函數(shù)的第一個參數(shù)提供了要顯示的字符串的地址，第二個參數(shù)指明了要顯示多少個字符。 因為put函數(shù)和write函數(shù)都返回ostream類對象的引用，因此，put函數(shù)、write函數(shù)和操作符可組成鏈?zhǔn)捷敵?，見示?4-714.4.3 格式狀態(tài)字在ios_base類中定義了用于控制輸入輸出的格式狀態(tài)字，以滿足不同的I/O需求。ostr

20、eam類是從ios類派生而來，而ios類是從ios_base類派生而來，在ios_base類中定義了流的格式信息，以及設(shè)置和讀取這些信息的方法。格式狀態(tài)字是一個32位的long型整數(shù)，其每一位都代表了特定的含義。理解格式化常量能更好地理解格式狀態(tài)字，在ios_base類中，維護(hù)了下述枚舉結(jié)構(gòu)：14.4.4 格式控制值的默認(rèn)值默認(rèn)情況下，I/O流類庫的格式控制值為：0000 0010 0000 0001第1位為1，即會跳過輸入中的空白，第2位為0代表不會在插入操作后立即刷新緩沖區(qū)，第3位為0代表16進(jìn)制如初時，AF和前綴X（如果要輸出前綴的話）大寫，第4位為0代表采用8進(jìn)制和16進(jìn)制時不輸出前綴

21、“0”或“0 x”，第5位為0代表不輸出小數(shù)后無意義的0，第6位為0代表正數(shù)前不會加正號，第7、8、9位為0，代表默認(rèn)情況下C+并不對輸出進(jìn)行對齊，C+將數(shù)據(jù)的正確顯示排在首要位置，而把是否對齊等美觀性的考慮放在第二位，第10位為1，第11、12為0代表在輸出數(shù)據(jù)或接收輸入時，默認(rèn)采用10進(jìn)制的形式，而不是8進(jìn)制或16進(jìn)制的形式，第13、14位為0代表系統(tǒng)的默認(rèn)浮點輸出既不一定恒為定點形式，也不一定恒為浮點數(shù)形式，而是根據(jù)輸出浮點數(shù)的具體情況加以考慮，這在稍后“輸出浮點數(shù)”一節(jié)中會有介紹，第15位為0代表在輸出bool型變量時，默認(rèn)將true輸出為1，將false輸出為0，而不是直接輸出“tr

22、ue”或false。14.4.5 flag()函數(shù)讀取和設(shè)定格式狀態(tài)字 ios_base類中提供了成員函數(shù)flag()來讀取和設(shè)置格式狀態(tài)字，flag()函數(shù)有兩種調(diào)用形式： （1）long flags()無參的flags()函數(shù)調(diào)用返回當(dāng)前格式狀態(tài)字的情況，而不對其做任何的改變，見示例14-8 （2）long flags(long flagNew)這種調(diào)用方式將flagNew以位方式拷貝到格式狀態(tài)字中，這樣實現(xiàn)了對格式狀態(tài)位的操作，返回修改前的格式狀態(tài)字。見示例14-914.4.6 使用setf函數(shù)和unsetf函數(shù)設(shè)定格式關(guān)鍵字flags函數(shù)已經(jīng)可以很好地設(shè)定格式狀態(tài)字，但在設(shè)定前都要讀取

23、當(dāng)前格式狀態(tài)字，變化后采用位復(fù)制的形式修改，對每位進(jìn)行了操作，這似乎有些麻煩，為此，ios_base類中提供了成員函數(shù)setf()和unsetf()來對格式狀態(tài)字的進(jìn)行設(shè)置，與flags函數(shù)的根本不同在于setf函數(shù)和unsetf函數(shù)只對參數(shù)中指定的位進(jìn)行操作，對其他位沒有影響，分別來看一下：（1）一元setf函數(shù)，對應(yīng)的原型為：long setf(long lFlag);這種調(diào)用方式返回當(dāng)前格式狀態(tài)字，并根據(jù)lFlag將格式狀態(tài)字的相應(yīng)位設(shè)置為1，使其有效，但不影響所有其它的標(biāo)志位，一元setf函數(shù)實際上等價于：long flags(flags()| lFlag);通俗地說，一元setf函數(shù)

24、將格式狀態(tài)字中與ff中為1的位對應(yīng)的位設(shè)定為1。（2）二元setf函數(shù)，對應(yīng)的原型為：long setf(long ffadd, long ffremove);這種調(diào)用方式同樣返回當(dāng)前格式狀態(tài)字，但與一元setf函數(shù)不同之處在于其多了一個參數(shù)ffremove，實際上，二元setf函數(shù)等價于：long flags(flags() & ffremove);long flags(flags() | ffadd);(3) unsetf函數(shù)：long unsetf(long ffremove); 其含義和setf()相反，根據(jù)ffremove將格式控制字的對應(yīng)位設(shè)置為0，使其失效。見示例14-1014.

25、4.7 設(shè)置域?qū)捰驅(qū)捠怯脕砜刂戚敵龅?，在ios類中用int型變量x_width存放，對域?qū)掃M(jìn)行操作的函數(shù)有兩個：（1）int width()此函數(shù)是用來返回當(dāng)前的域?qū)捴?，它的函?shù)實現(xiàn)為：int ios_base:width()return x_width;（2）int width(int wid)此函數(shù)用來設(shè)置域?qū)?，并返回原來的域?qū)?，具體函數(shù)定義為：int ios_base:width(int wid)int i=x_width;x_width=wid;return i;見代碼14-1114.4.8 填充字符 從代碼14-11已經(jīng)看到，C+默認(rèn)用空格填充顯示時不足域?qū)挼牟糠?，ios_base類

26、還提供了成員函數(shù)fill以指定其他的填充符，其格式為：char ios_base:fill(); /返回當(dāng)前填充符char ios_base:fill(char ch);/將ch作為新的填充符，并返回原來的填充符 和width函數(shù)指定域?qū)挕耙淮斡行А辈煌氖?，新的填充字符將一直有效，采用fill函數(shù)指定新的填充字符。示例14-1214.4.9 浮點數(shù)輸出和顯示精度默認(rèn)情況下，C+采用前面printf函數(shù)g說明符的格式，6位有效數(shù)字，不輸出無意義的0。此外，ios_base類還定義了fixed（定點計數(shù)法）和scientific（科學(xué)計數(shù)法）兩種輸出模式，其中fixed意味著不管數(shù)字長度如何，使

27、用格式567.89表示浮點值，而scientific意味著恒使用5.6789+e002形式，如果兩個標(biāo)志位均為0，采用默認(rèn)形式。如果不指定精度，fixed和scientific都默認(rèn)為6位小數(shù)，但可以使用ios_base類提供的precision函數(shù)指定浮點數(shù)的小數(shù)位數(shù)，precision函數(shù)同樣有兩種調(diào)用形式：int ios_base:precisioin();/返回當(dāng)前精度int ios_base:precision(int n);/設(shè)置當(dāng)前精度為n，并返回原來的精度和fill函數(shù)一直，precision函數(shù)同樣一直有效，直到有新的精度值并設(shè)定，但要特別注意的是，precision函數(shù)的精

28、度設(shè)定影響的僅僅是浮點型數(shù)據(jù)，對整型數(shù)據(jù)或其他類型沒有影響。見示例代碼14-1314.4.10 控制符在使用ios_base類的setf函數(shù)時，需要對參數(shù)有足夠的了解，不夠友好，為此，C+流類庫在頭文件中提供了多個控制符，由控制符完成setf函數(shù)的調(diào)用，這些控制符有(含*的為默認(rèn))：boolapha *noboolapha showbase *noshowbase showpoint *noshowpoint showpos *noshowpos *skipws noskipws uppercase *nouppercase *dec hex oct left right internal *

29、fixed scientific flush ends endl wssetfill(ch) setprecision(n) setw(n) setbase(b) setioflags(n) resetioflags(n)無參控制符實際上是函數(shù)，其原型為：ios_base& 控制符(ios_base&);舉例來說：boolalpha(cout);/等價于out.setf(ios_bse:boolalpha)couttrueendl;由于ostream類重載了操作符，則下面的1句等價于上面的2句：coutboolalphatrue說起。14.5.1 操作符在流類庫中，稱為抽取操作符，istrea

30、m類中已經(jīng)以成員函數(shù)的形式重載了C+基本類型（如char、int、long、double等）的操作符處理函數(shù)，其基本類型為：istream& operator(基本類型&);在前面的示例代碼中曾使用通過鍵盤對基本類型變量賦值，舉例來說：int x=0; cinx;等價于cin.operator(x);/對應(yīng)原型為cout.operator(int &)通過傳遞引用的方式，保證了抽取操作處理的變量x自身，而不是像傳值操作那樣處理其副本，因此，cin能直接修改作為參數(shù)的變量的值。支持鏈?zhǔn)捷斎?，如：double x; int y; char z10;cin x y z;14.5.2 輸入流與格式狀態(tài)

31、字在前面提到的格式狀態(tài)字中，只有4項是和輸入有關(guān)的，分別為：skipws = 0 x0001, /in，跳過輸入中的空白dec= 0 x0200, /input&output,轉(zhuǎn)換為10進(jìn)制oct= 0 x0400, /input&output,轉(zhuǎn)換為8進(jìn)制hex= 0 x0800, /input&output,轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制（1）skipwscinnoskipws;設(shè)置不跳過空白符，cin.sync()類似于fflush(stdin)，會清空緩沖區(qū)。見代碼14-15（2）dec、oct和hexcinhex;會將輸入設(shè)置成16進(jìn)制，見代碼14-1614.5.3 輸入流與域?qū)抜ostream類中

32、定義的成員函數(shù)，如width()、fill()、precsion，以及iomanip中定義的一些有參控制符，如setfill()、setw()、setprecision等，都適用于輸入流，但實際只有少數(shù)幾個真正能影響輸入流對象，本節(jié)討論一個使用最多的用法：字符數(shù)組與域?qū)捲趯har型數(shù)組進(jìn)行輸入時，一個重要的問題是保證輸入字符串的長度小于數(shù)組的大小。流類庫提供了width()函數(shù)和setw控制符，用于限定輸入的字符個數(shù)：cin.width(n);/設(shè)置最多讀入n-1個字符。最后一個要放0。setw(n); /與cin.width(n)等價。和cout.width(n)一樣,cin的域?qū)捲O(shè)置也是

33、一次有效。長于域?qū)挼妮斎霑唤財?，剩下的輸入仍然遺留在緩沖區(qū)中。見代碼14-17：14.5.4 使用get函數(shù)讀取單個字符(1)以前我們曾使用get函數(shù)和getline函數(shù)讀取一行字符的操作，這些函數(shù)稱為非格式化函數(shù)，這些函數(shù)讀取字符輸入（包括空格），不進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。本節(jié)討論如何使用iostream類的get成員函數(shù)讀取單個字符。（1）istream& istream:get(char &c);此函數(shù)調(diào)用將待賦值char型變量作為其參數(shù)，返回的istream類的引用，所以可以將其拼接起來，即下列用法是合法的：char c1,c2,c3;cin.get(c1).get(c2).get(c3);/

34、或者cin.get(c1).get(c2)c3;get()函數(shù)不會跳過任何空白回車換行符。而cin則可能會跳過，要看skipws的設(shè)置。見代碼14-1814.5.4 使用get函數(shù)讀取單個字符(2) （2）int istream:get(void)該函數(shù)調(diào)用讀入一個字符(包括空白字符)，并返回該字符的整型值，和上面有參get版本不同，因返回值并非istream類的對象，因此，無法將多個無參get函數(shù)拼接起來，基本的用法為：char c1cin.get(); 代碼14-19完成和14-18同樣的功能。14.5.5 使用get和getline函數(shù)讀取C風(fēng)格字符串istream類中重載了get函數(shù)和

35、getline函數(shù)來一次性讀取多個字符到C風(fēng)格字符串中，大致有以下重載版本：（1）istream& istream:get(char *buffer, int size,char delim=n )get結(jié)束的條件有2個：達(dá)到最大字符數(shù)size-1或碰到指定的結(jié)束符(默認(rèn)為n)見代碼14-20（2）istream& istream:getline(char *buffer, int size,char delim=n)getline()和get()幾乎完全一致，不同在于對分隔符的處理上：get()將分隔符遺留在輸入流中, 而getline()會抽取并丟棄分隔符，getline()也不會將分隔符

36、讀取到字符串變量中.見代碼14-2114.5.6 其他istream方法除了get函數(shù)和getline函數(shù)，istream類中還定義了包括ignore()、read()、peek()、gcount()和putback()等成員函數(shù)，本節(jié)簡要對它們的用法作一下介紹：（1）ignore函數(shù):istream & istream:ignore(int n=1,int delim=EOF);從輸入流中抽取n個字符丟棄，停止條件是達(dá)到n個字符或碰到分隔符.見代碼14-22（2）read函數(shù): istream & istream:read(char* buf,int n);讀取n個字符到buf中，與getl

37、ine和get不同的是，read不會在輸入后自動加入0（3）peek函數(shù): int istream:peek();返回輸入流中下一個字符的int值，但并不將其從輸入流中抽取出來。EOF（4）gcount函數(shù): int istream:gcount()返回最后一個非格式化抽取方法讀取的字符數(shù)，這些函數(shù)有g(shù)et, getline, ignore和read，不包括操作符，因為對輸入進(jìn)行了格式化。（5）putback函數(shù): istream& istream:putback(char);將一個字符插入到輸入緩沖區(qū)的頭部（下一個要去的位置），并返回istream類對象的引用。實際上peek相當(dāng)于是先用ge

38、t函數(shù)讀取一個字符，再將該字符putback回去。14.6 流狀態(tài) 每個流(istream或osream)都有一個與之相關(guān)的狀態(tài)字，出錯和非標(biāo)準(zhǔn)條件都通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)置和檢測這個狀態(tài)字來處理。14.6.1 什么是流狀態(tài)ios_base類中定義了如下枚舉結(jié)構(gòu)，用以表示流的狀態(tài)。enum Iostate goodbit = 0 x0, /沒有位設(shè)置，操作正常eofbit = 0 x1,/到達(dá)流末尾failbit = 0 x2, /I/O操作失敗，如未能取得預(yù)期字符，badbit = 0 x4,/非法操作_Statmask = 0 x7;不難看出，eofbit、failbit和badbit狀態(tài)常量實際上

39、分別對應(yīng)著狀態(tài)字的第1，2，3位，當(dāng)輸入輸出流出現(xiàn)各種問題時，會自動置eofbit、failbit和badbit中的一個或多個有效，也就是將其在狀態(tài)字中的對應(yīng)位置1。只有當(dāng)3位都為0，即狀態(tài)字等于goodbit時，才說明一切正常，程序可以使用ios_base提供的共用成員函數(shù)檢查和設(shè)置流的狀態(tài)，決定要進(jìn)行的操作。14.6.2 讀取流狀態(tài) ios_base類提供了如下函數(shù)讀取當(dāng)前的流狀態(tài)，如14-8所示： 見代碼14-2314.6.3 管理流狀態(tài)對流狀態(tài)的管理可分為狀態(tài)字的設(shè)置和緩沖區(qū)管理兩部分：（1）設(shè)置狀態(tài)字ios_base類中提供了clear函數(shù)和setstate函數(shù)用來設(shè)置狀態(tài)。clea

40、r函數(shù)的原型為：void ios_base:clear( int nState = 0 );如果參數(shù)為0，該函數(shù)將清除所有錯誤標(biāo)志，否則，參數(shù)可以設(shè)置為goodbit、eofbit、failbit、badbit中的一種或者它們的組合，clear函數(shù)首先將所有的標(biāo)志清除，然后將參數(shù)指定的標(biāo)志置位。setstate函數(shù)的原型為：void ios_base:setstate( int nState );代碼見14-24（2）管理緩沖區(qū) 在某些情況下，僅僅將流狀態(tài)字復(fù)位還不夠，因為導(dǎo)致匹配失敗、錯誤發(fā)生的輸入仍殘留在緩沖區(qū)中，程序必須將其從緩沖區(qū)中提取出來，跳過這些輸入字符，這類方法很多，前面介紹的諸

41、如ignore函數(shù)，get函數(shù)等都可以滿足要求。這里特別推薦一個sync函數(shù)，其調(diào)用格式為：int sync(); cin.sync(); /fflush(stdin);14.7 重載和 前面提及，和高層I/O相比，流類庫的一大優(yōu)勢在于可以對輸入輸出進(jìn)行擴展，以滿足自定義類型和結(jié)構(gòu)的需要，本節(jié)給出插入符的使用范例。14.7.1 插入符的重載 在ostream類中定義的操作符是作為成員方式重載的，舉例來說：cout5; 等價于：cout.operator(5); 對自定義類型來說，重載操作符的重載 和插入符，同樣有3個要求：以友元函數(shù)形式進(jìn)行。第一參數(shù)是istream類的引用，第二個參數(shù)是自定義

42、類型的引用。返回istream類的引用以實現(xiàn)鏈?zhǔn)匠槿?，即拼接抽取?仍以中定義的Complex類為例，為其重載抽取符，見代碼14-26。14.8 文件操作 前面已經(jīng)提到，RAM中存儲的內(nèi)容在掉電后會自動消失，可有些信息在下次通電開機時可能會用到，文件可以有效解決這一問題，文件本身是存儲在某種設(shè)備（硬盤、光盤、軟盤和磁帶等）上的一系列字節(jié)，流類庫處理文件的機制和標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出機制幾乎完全一樣，文件也被看成是一種“流”，要寫入文件，可以通過創(chuàng)建ofstream類對象，并使用其類內(nèi)方法，如write函數(shù)或操作符來完成。14.8.1 文件操作基本過程在C+中，要進(jìn)行文件的輸入輸出，必須首先創(chuàng)建一個流，然

43、后將這個流與文件相關(guān)聯(lián)，即打開文件，此時才能進(jìn)行讀寫操作，完成后再關(guān)閉這個文件。這就是C+中進(jìn)行文件輸入輸出的基本過程C+有3種類型的文件流：輸入文件流ifstream，輸出文件流ofstream，輸入輸出文件流fstream。這些文件流類都定義在fstream文件中，因此，在使用3種流對象之前，需要包含頭文件。實際上，ifstream是從istream繼承而來，ofstream是從ostream繼承而來，而fstream是從iostream繼承而來，也就是說，前面所講的輸入輸出流的機制，如各種插入符的定義、格式化方法、控制符和流狀態(tài)等同樣適用于文件操作，同時，為了滿足文件操作的特殊要求，在派

44、生類中增加了一些針對文件的處理函數(shù)。實際上，ifstream、ofstream和fstream也分別是模板類basic_ifstream、basic_ofstream和basic_fstream的實例化對象。14.8.2 文件的打開在C+中，打開一個文件，就是建立一個文件輸入輸出流，并將文件和流關(guān)聯(lián)起來，而關(guān)閉一個文件，就是取消這種關(guān)聯(lián)，首先來看以下流的建立過程：建立流的過程就是定義流類的對象，例如：ifstream in;ofstream out;fstream io;上述代碼分別定義了輸入流對象in、輸出流對象out和輸入輸出流對象io。接下來，需要將流對象和特定的文件關(guān)聯(lián)起來，使用ope

45、n()函數(shù)打開文件是一種常用的方法，open()函數(shù)的原型是在fstream中定義的，在ifstream，ofstream和fstream類中均有實現(xiàn)，其原型為：void open(const char *,ios_base:openmode);14.8.3 取消文件和流的關(guān)聯(lián) 當(dāng)流對象生命期結(jié)束，被撤銷時，該對象和文件的關(guān)聯(lián)會自動斷開。此外，C+還提供了close函數(shù)來顯式斷開文件和流的連接，如：logfile.close();/假定logfile為ostream類對象 注意，close操作僅僅是斷開了文件和流的連接，流對象并不會被撤銷，流緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)也會被保留，這個流還可以關(guān)聯(lián)到其他的文

46、件上 來看一個簡單的示例14-2714.8.4 文件的讀寫文件分為文本文件和二進(jìn)制文件，前者以字節(jié) （byte ）為單位，每字節(jié)對應(yīng)一個ASCII 碼，表示一個字符，故又稱字符文件。二進(jìn)制文件以字位（bit ）為單位，實際上是由0和1組成的序列。例如float型值3.141592以文本形式存儲占用8個字節(jié)，即每位數(shù)字都對應(yīng)一個字符，這需要將float型數(shù)的機內(nèi)表示轉(zhuǎn)換為字符格式，以二進(jìn)制形式存儲則可能只占用4個字節(jié)，即存儲的是該float型值的機內(nèi)表示。對文件的讀寫也分為按文本（text）方式和按二進(jìn)制（binary）方式兩種，兩者的特點對比見下表：14.8.5 文本文件的讀寫 文本文件的讀寫

47、和前面介紹的輸入流和輸出流用法幾乎完全一致，所不同的是，將cout和cin等標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出流替換成了ofstream類和ifstream類對象，面向的設(shè)備也成了文本文件. 來看一段例子14-2814.8.6 二進(jìn)制文件的讀寫 讀寫二進(jìn)制文件，一般使用成員函數(shù)read()和write()成員函數(shù)，它們原型如下：read(unsigned char *buf,int num);write(const unsigned char *buf,int num); read()從文件中讀取 num 個字符到 buf 指向的緩存中，如果在還未讀入 num 個字符時就到了文件尾，可以用成員函數(shù) int gcou

48、nt();來取得實際讀取的字符數(shù)；而 write()從buf 指向的緩存寫 num 個字符到文件中，值得注意的是緩存的類型是 unsigned char *，有時可能需要類型轉(zhuǎn)換。 見例子14-2914.8.7 文件定位指針和隨機讀取每個流（不僅僅是文件流，也包括普通流）都隱含著一個指針，對文件來說，C+把每一個文件都看成一個有序的字節(jié)流，如所示，每一個文件或者以文件結(jié)束符（end of file marker）結(jié)束，或者在特定的字節(jié)號處結(jié)束。pos_type tellg():獲取當(dāng)前get流指針的位置pos_type tellp():獲取當(dāng)前put流指針的位置void seekg(pos_t

49、ype pos):設(shè)置get流到指定位置void seekp(pos_type pos):設(shè)置put流到指定位置void seekg(off_type offset, seekdir dir):設(shè)置get流到相對位置void seekp(off_type offset, seekdir dir):設(shè)置put流到相對位置enum seekdir beg = 0, cur = 1, end = 2見代碼14-3014.9 字符串流 C+庫中提供了非模板類strstream和模板類sstream，用以處理字符串的輸入輸出 strstream類用于讀取字符數(shù)組的格式化信息并將格式化信息寫入字符數(shù)組，也就是說，strstream類以字符數(shù)組為輸入輸出設(shè)備 sstream類用于讀取string對象中的格式化信息并將格式化信息寫入string對象，也就是說，sstream類以string對象作為輸入輸出設(shè)備。 新的C+標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)指出，除非出