C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)(第二版)-第八章_數(shù)據(jù)流與文件的輸入輸出

1、C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)(第二版)主編 曹靜 中國(guó)水利水電出版社C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)(第二版)第八章 數(shù)據(jù)流與文件的輸入/輸出2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)第八章 數(shù)據(jù)流與文件的輸入/輸出t8.1 I/O流的概念t8.2 數(shù)據(jù)流的控制t8.3 文件的輸入/輸出t項(xiàng)目設(shè)計(jì)7 校園信息管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)8.1 I/O流的概念t流是一種抽象，它負(fù)責(zé)在數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者和數(shù)據(jù)的消費(fèi)者之間建立聯(lián)系，并管理數(shù)據(jù)的流動(dòng)。t當(dāng)程序與外界環(huán)境進(jìn)行信息交換時(shí)，存在著兩個(gè)對(duì)象，一個(gè)是程序中的對(duì)象，另一個(gè)是文件對(duì)象。t程序建立一個(gè)流對(duì)象，并指定這個(gè)流對(duì)象與某個(gè)文件對(duì)象

2、建立連接，程序操作流對(duì)象，流對(duì)象通過(guò)文件系統(tǒng)對(duì)所連接的文件對(duì)象產(chǎn)生作用。t讀操作在流數(shù)據(jù)抽象中被稱為（從流中）提取，寫(xiě)操作被稱為（向流中）插入。2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)8.2 數(shù)據(jù)流的控制t8.2.1 數(shù)據(jù)流的格式控制t8.2.2 常用的輸入/輸出函數(shù)t8.2.3 數(shù)據(jù)流的錯(cuò)誤偵測(cè)2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)8.2.1 數(shù)據(jù)流的格式控制t插入（）運(yùn)算符是為所有標(biāo)準(zhǔn)C+數(shù)據(jù)類型定義的，其作用是向流中傳送和讀取數(shù)據(jù)。插入和提取運(yùn)算符與預(yù)先定義的操作符一起工作，用來(lái)控制輸入和輸出格式。1輸出寬度l為了調(diào)整輸出時(shí)的顯示寬度，可以通過(guò)調(diào)用width成員函數(shù)為每個(gè)項(xiàng)（i

3、tem）指定輸出寬度或在流中放入setw操縱符。 2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)8.2.1 數(shù)據(jù)流的格式控制2對(duì)齊方式l輸出流的默認(rèn)對(duì)齊方式為文本右對(duì)齊，程序中可以用setiosflags和resetiosflags操作符重設(shè)對(duì)齊方式。 3精度l使用setprecision操作符改變精度，該操作符有兩個(gè)標(biāo)志，ios:fixed和ios:scientific。 4進(jìn)制l可以用dec、oct和hex操縱符設(shè)置輸入和輸出的默認(rèn)進(jìn)制。 2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)8.2.2 常用的輸入/輸出函數(shù)常用istream成員函數(shù)包含：tint istream:get()l如果輸入

4、流包括附加的數(shù)據(jù)，函數(shù)取得并返回下一個(gè)字符；否則它返回EOF。tistream& istream:get(char &c)l如果輸入流包括附加的數(shù)據(jù)，函數(shù)取得并將下一個(gè)字符分配給c；否則就是沒(méi)有定義對(duì)c的作用。返回一個(gè)對(duì)*this（調(diào)用對(duì)象）的引用。2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)8.2.2 常用的輸入/輸出函數(shù)tistream& istream:get(char s,int n,char delim=n)l從輸入流獲取字符并將它們分配給s直到下面的一個(gè)條件發(fā)生：取得n-1個(gè)字符，沒(méi)有輸入字符了，或者下一個(gè)接收的字符的值為delim。tistream&

5、; istream:getline(char s,int n,char delim=n)l從輸入流獲取字符并將它們分配給s直到下面的一個(gè)條件發(fā)生：取得n-1個(gè)字符，沒(méi)有輸入字符了，或者下一個(gè)接收的字符的值為delim。 2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)8.2.2 常用的輸入/輸出函數(shù)tint istream:peak()l如果輸入流包括附加的數(shù)據(jù)，函數(shù)返回下一個(gè)接收的字符；否則它返回EOF。tistream& istream:unget(char c)l字符c被送到輸入流。它將是下一個(gè)要接收的字符。函數(shù)返回一個(gè)對(duì)*this的引用。庫(kù)iostream還提供對(duì)ios成員函數(shù)的訪

6、問(wèn)，一些程序在輸入流中檢測(cè)文件尾。tbool ios:eof()l如果流中達(dá)到文件尾則返回真；否則函數(shù)返回假。2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)8.2.2 常用的輸入/輸出函數(shù)庫(kù)iostream還提供兩個(gè)類似get()和getline()的ostream成員函數(shù)。tostream& ostream:put(char c)l將字符c插入輸入流中。函數(shù)返回一個(gè)對(duì)*this的引用。tostream& ostream:write(const char s,int n)l將s中的n個(gè)字符插入到輸入流中。空字符也是有效的。函數(shù)返回一個(gè)對(duì)*this的引用。庫(kù)iostream還提供常

7、用的ostream成員函數(shù)。tostream& ostream:flush()l強(qiáng)制任何沒(méi)有完成的操作符插入完成。函數(shù)返回一個(gè)對(duì)*this的引用。2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)8.2.3 數(shù)據(jù)流的錯(cuò)誤偵測(cè) 流cerr和clog把顯示輸出到默認(rèn)錯(cuò)誤日志上，該日志通常是控制臺(tái)顯示器。t對(duì)流cerr的每個(gè)插入請(qǐng)求應(yīng)該立即送出顯示。下面給出幾個(gè)錯(cuò)誤消息的例子：lcerr系統(tǒng)將在10秒后重起！n;lcerr輸入值無(wú)效，請(qǐng)重新輸入！n; 2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)8.2.3 數(shù)據(jù)流的錯(cuò)誤偵測(cè)t如果出于效率的緣故，則有必要緩沖錯(cuò)誤和系統(tǒng)狀態(tài)消息，這樣就應(yīng)該使用帶緩沖的

8、錯(cuò)誤流clog。像cerr一樣，clog通常是定向到顯示器。下面給出幾個(gè)樣例：lclogUserName成功登陸！n;lclog有新郵件！n;2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)8.3 文件的輸入/輸出t8.3.1 fstream類t8.3.2 格式化文字模式的文件I/Ot8.3.3 二進(jìn)制模式的文件I/Ot8.3.4 文件指針的使用2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)8.3.1 fstream類tC+里負(fù)責(zé)文件輸入/輸出的類主要有ifstream（文件輸入）、ofstream（文件輸出）以及fstream（文件輸入/輸出）。t所謂文件的I/O（輸入/輸出）是指以程序?yàn)橹鞯慕嵌?/p>

9、而言，文件打開(kāi)為輸入狀態(tài)時(shí)（in），表示程序?qū)⒂晌募x入數(shù)據(jù)；文件打開(kāi)為輸出狀態(tài)時(shí)（out），表示程序?qū)⑤敵鰯?shù)據(jù)至文件。t我們通常將數(shù)據(jù)由文件輸入到程序稱之為讀取，程序?qū)?shù)據(jù)輸出到文件稱之為寫(xiě)入。 2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)8.3.1 fstream類tfstream類可以用于將數(shù)據(jù)寫(xiě)入文件，或讀取文件的數(shù)據(jù)。要使用fstream類執(zhí)行文件的I/O時(shí)，首先必須先定義一個(gè)fstream類的對(duì)象。例如：lfstream file; / 定義一個(gè)fstream對(duì)象t利用fstream所提供的open成員函數(shù) ，打開(kāi)一個(gè)文件。傳入open函數(shù)的參數(shù)有兩個(gè)，一個(gè)傳入欲打開(kāi)的磁盤(pán)文件的名

10、稱，另一個(gè)傳入打開(kāi)該文件的模式參數(shù)。lfile.open(MyFile.txt,ios:in); / 在讀取模式下打開(kāi)MyFile.txt文件 2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)8.3.1 fstream類t表8-1 文件流的文件打開(kāi)模式模式參數(shù) 功 能ios:in文件打開(kāi)為讀取（輸入）狀態(tài)，此為istream類的默認(rèn)模式參數(shù)ios:out文件打開(kāi)為寫(xiě)入（輸出）狀態(tài)，此為ostream類的默認(rèn)模式參數(shù)ios:ate打開(kāi)一個(gè)現(xiàn)存文件，從文件結(jié)尾處讀?。ㄝ斎耄┗?qū)懭耄ㄝ敵觯﹊os:app打開(kāi)一個(gè)輸出文件從文件結(jié)尾寫(xiě)入（輸出）數(shù)據(jù)ios:trunc打開(kāi)一個(gè)文件，如果它已經(jīng)存在，就刪除其中原

11、有的內(nèi)容ios:nocreate如果一個(gè)文件存在則打開(kāi)它，否則該操作失敗ios:noreplace如果一個(gè)文件不存在則作為新文件打開(kāi)它；如果文件已存在，則該操作失敗ios:binary以二進(jìn)制模式打開(kāi)一個(gè)文件，默認(rèn)是文本模式2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)8.3.1 fstream類t表8-2 文件處理函數(shù)函 數(shù) 功 能 說(shuō) 明open(filename,mode)以mode模式打開(kāi)名為filename的文件close()關(guān)閉文件is_open()檢查文件是否為打開(kāi)狀態(tài)，是則返回真，否則返回假write(str,size)將str數(shù)組中size個(gè)字符寫(xiě)入到文件中read(str,s

12、ize)從文件中讀取數(shù)據(jù)至文件結(jié)尾，并設(shè)定給str數(shù)組，但至多不超過(guò)size個(gè)字符2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)8.3.1 fstream類tC+的文件I/O模式分為兩種，一種為格式化文字模式，另一種為二進(jìn)制模式，默認(rèn)的文件I/O模式為文字模式。t當(dāng)使用格式化文字模式時(shí)，輸出至文件的內(nèi)容將被儲(chǔ)存為字符，因此，格式化文字模式適合儲(chǔ)存字符或字符串。t如果以二進(jìn)制的方式處理數(shù)字，不論是儲(chǔ)存的方式，還是占有文件空間的方式都與其儲(chǔ)存在內(nèi)存中的方式相同，因此，在儲(chǔ)存數(shù)字時(shí)使用二進(jìn)制模式是比較合適的。 2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)8.3.2 格式化文字模式的文件I/Ot文件的最

13、小單位為字符，由字符組成一個(gè)字段，好幾個(gè)字段組成一個(gè)記錄，而一個(gè)文件則由好幾筆記錄組成。t將數(shù)據(jù)輸入輸出到文件中，除了可以使用write和read函數(shù)外，還可以使用“”運(yùn)算符，而所有在8.2.1節(jié)中提及的格式控制方法，均可以在文件I/O中使用。2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)8.3.3 二進(jìn)制模式的文件I/Ot在二進(jìn)制模式下，文件的I/O將利用write和read函數(shù)將所有數(shù)據(jù)以字節(jié)形式儲(chǔ)存至文件里。t對(duì)于原本就是字符的數(shù)據(jù)，并不需要轉(zhuǎn)型，即可讀取/寫(xiě)入到文件里；但對(duì)于數(shù)字型的數(shù)據(jù)，則必須轉(zhuǎn)為字符指針，然后傳入write和read函數(shù)。2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)8

14、.3.4 文件指針的使用t文件指針是文件讀取/寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)插入或輸出的位置。文件指針有兩種，一個(gè)是寫(xiě)入指針，另一個(gè)是讀取指針。當(dāng)文件被打開(kāi)時(shí)，這兩個(gè)指針都將被設(shè)定指向文件的起始處。t在ios類里，定義了三個(gè)特定的文件指針。通過(guò)指針函數(shù)與特定的指針的配合使用，可供在處理文件I/O時(shí)移動(dòng)文件指針之用。這三個(gè)位移指針?lè)謩e是ios:beg（文件開(kāi)頭）、ios:end（文件結(jié)尾）、ios:cur（當(dāng)前的指針位置）。 2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)8.3.4 文件指針的使用t表8-3 文件指針函數(shù)文件指針函數(shù) 功 能 說(shuō) 明seekg(pos,seek_dir)設(shè)定文件讀取（輸入）指針到距離文

15、件某一特定指針pos個(gè)字節(jié)的位置。特定指針由seek_dir指定，有以下三種ios:beg（文件起始）、ios:cur（當(dāng)前文件指針的位置）或ios:end（文件結(jié)尾）pos=tellg()返回當(dāng)前文件讀取指針的位置seekp(pos,seek_dir)設(shè)定文件寫(xiě)入（輸出）指針到距離文件某一特定指針pos個(gè)字節(jié)的位置。特定指針由seek_dir指定，有以下三種ios:beg（文件起始）、ios:cur（當(dāng)前文件指針的位置）或ios:end（文件結(jié)尾）pos=tellp()返回當(dāng)前文件寫(xiě)入指針的位置2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)7 校園信息管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)t1 設(shè)計(jì)題目校園信息管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)t2 設(shè)計(jì)概要 要求掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法，I/O流的概念，以及如何利用文件存儲(chǔ)對(duì)象。t3 系統(tǒng)分析t4 功能模塊設(shè)計(jì)2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)3 系統(tǒng)分析t現(xiàn)在校園信息管理系統(tǒng)已經(jīng)能夠完成人員信息的輸入、顯示和分析等一系列工作，但是現(xiàn)在的程序并不能將信息長(zhǎng)期保存，所以，將數(shù)據(jù)永久的保存是校園信息管理系統(tǒng)必