C++程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程 第2版 課件 第13章 C++輸入輸出流

第13章C++輸入/輸出流主要內(nèi)容13.1C++的輸入輸出流13.2標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出流13.3文件與文件流13.4應(yīng)用實(shí)例13.1C++的輸入/輸出流1、流的基本概念流：數(shù)據(jù)從一個(gè)對(duì)象流動(dòng)到另一個(gè)對(duì)象，這種流動(dòng)抽象為流。(信息在內(nèi)存和外部設(shè)備之間傳遞（流動(dòng)）的過(guò)程)2、輸入/輸出流cin>>a;cout<<a;3、C++流的繼承結(jié)構(gòu)ios：對(duì)流狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置，抽象基類(lèi)；streambuf：提供對(duì)數(shù)據(jù)的緩沖支持；istream、ostream、iostream：提取與插入iosstreambufistreamostreamiostream4、文件的繼承結(jié)構(gòu)（文件I/O）5、字符串類(lèi)（串I/O）提供處理內(nèi)部初始化字符序列的操作；istrstream：從序列中取字符；ostrstream：將字符放入序列；13.2標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出流13.2.1標(biāo)準(zhǔn)輸入流1、預(yù)定義提取符的格式istream&istream::operator>>(type&obj);2、說(shuō)明

輸入語(yǔ)句中可以串聯(lián)多個(gè)提取運(yùn)算符，每個(gè)提取符后為一表達(dá)式，該表達(dá)式是獲得輸入值的變量或?qū)ο?；cin：istream類(lèi)對(duì)象，處理標(biāo)準(zhǔn)輸入，即鍵盤(pán)輸入；提取操作時(shí)，空白符（空格、tab鍵、換行符）只用于字符的分隔符，而本身不作為從輸入流中提取的字符；提取符可從輸入流中讀取一個(gè)字符串，該字符串是以空白符結(jié)束的一個(gè)字符序列，由系統(tǒng)自動(dòng)加上'\0'字符；【例13-1】測(cè)試cin的值，遇到無(wú)效字符或者文件結(jié)束符時(shí)，輸入流cin就處于出錯(cuò)狀態(tài)，同時(shí)判斷流對(duì)象是否處于正常狀態(tài)。#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){intx,y;cout<<"Enterx,y:";cin>>x>>y;cout<<"cin:"<<cin<<endl;if(!cin) {cout<<"error"<<endl;cout<<x<<','<<y<<endl;}else{cout<<"right"<<endl;

cout<<x<<','<<y<<endl;}return0;}運(yùn)行結(jié)果：(1)正常數(shù)據(jù)輸入Enterx,y:37cin:0047B888right3,7(2)異常數(shù)據(jù)輸入Enterx,y:wxcin:00000000error-858993460,-8589934603、使用get()獲取一個(gè)字符intistream::get();istream&istream::get(char&c);istream&get(char*s,intsize,chardelim=‘\n’);4、使用getline()獲取多個(gè)字符istream&istream::getline(char*buf,intLimit,chardelim='\n');說(shuō)明：get()和getline()都是以回車(chē)作為結(jié)束符；從輸入流中讀取Limit-1個(gè)字符后；從輸入流中讀取換行符或其他終止符后；從輸出流中讀取到文件或輸入流結(jié)束符后；getline()通常用來(lái)讀取一行字符；getline()函數(shù)結(jié)束操作的條件：getline()最多可讀取Limit-1個(gè)字符；【例13-3】用getline函數(shù)讀入一行字符。intmain(){charch[20];cout<<"enterasentence:"<<endl;cin>>ch;cout<<"Thestringreadwithcinis:"<<ch<<endl;cin.getline(ch,20,'/');//讀19個(gè)字符或遇'/'結(jié)束

cout<<"Thesecondpartis:"<<ch<<endl;cin.getline(ch,20);//讀20個(gè)字符或遇'\n'結(jié)束

cout<<"Thethirdpartis:"<<ch<<endl;return0;}運(yùn)行結(jié)果：enterasentence:IlikeC++./IstudyC++./Iamhappy.↙Thestringreadwithcinis:IThesecondpartis:likeC++.Thethirdpartis:IstudyC++./Iamh分析：cin.getline()與cin.get(array_name,Arsize)的讀取方式差不多，以Enter結(jié)束，可以接受空格字符。按照長(zhǎng)度(Arsize)讀取字符,cin.getline()會(huì)丟棄結(jié)束符，而cin.get()不會(huì)。cin.get(array_name,Arsize)當(dāng)輸入的字符串超長(zhǎng)時(shí)，不會(huì)引起cin函數(shù)的錯(cuò)誤，后面的cin操作會(huì)繼續(xù)執(zhí)行，只是直接從緩沖區(qū)中取數(shù)據(jù)。但是cin.getline()當(dāng)輸入超長(zhǎng)時(shí)，會(huì)引起cin函數(shù)的錯(cuò)誤，后面的cin操作將不再執(zhí)行。6、輔助操作

intistream::peek();//返回輸入流中的當(dāng)前字符

istream&istream::putback(char);//將前面用get或者getline函數(shù)從輸入流中讀取的字符返回到輸入流，插入到當(dāng)前指針的位置，供后面讀取

intistream::gcount()//返回上次輸入的字符數(shù)【例13-6】peek函數(shù)和putback函數(shù)的用法。intmain(){ charc; intn; charstr[256]; cout<<"Enteranumberoraword:"; c=cin.get(); if((c>='0')&&(c<='9')) { cin.putback(c); cin>>n; cout<<"Youhaveenterednumber:"<<n<<endl;} else { cin.putback(c); cin>>str; cout<<"Youhaveenteredword:"<<str<<endl;} return0;}13.2.2標(biāo)準(zhǔn)輸出流cout：ostream類(lèi)對(duì)象，處理標(biāo)準(zhǔn)輸出，即屏幕輸出；cerr：ostream類(lèi)對(duì)象，處理標(biāo)準(zhǔn)出錯(cuò)信息，提供不帶緩沖區(qū)的輸出；clog：ostream類(lèi)對(duì)象，處理標(biāo)準(zhǔn)出錯(cuò)信息，提供帶緩沖區(qū)的輸出；三者的區(qū)別：cout：輸出至終端顯示器，經(jīng)由緩沖區(qū)，可重定向。cerr：輸出至終端顯示器，沒(méi)有緩沖區(qū)，不可重定向。clog：輸出至終端顯示器，經(jīng)由緩沖區(qū)，不可重定向。1、預(yù)定義插入符的格式ostream&ostream::operator<<(consttype&obj);2、說(shuō)明一般情況下將插入符作用于cout對(duì)象；輸出語(yǔ)句中可以串聯(lián)多個(gè)插入運(yùn)算符，輸出多個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)；cout：ostream類(lèi)對(duì)象，處理標(biāo)準(zhǔn)輸出，即屏幕輸出；3、其他流成員函數(shù)流成員函數(shù)作用相同的控制符作用precision(n)setprecision(n)設(shè)置實(shí)數(shù)的精度為n位width(n)setw(n)設(shè)置字段寬度為n位fill(c)setfill(c)設(shè)置填充字符csetf()setiosflags()設(shè)置輸出格式狀態(tài)unsetf()resetiosflags()終止已設(shè)置的輸出格式狀態(tài)格式狀態(tài)標(biāo)志說(shuō)明ios::left左對(duì)齊輸出，用于輸出ios::right右對(duì)齊輸出，用于輸出ios::internal在符號(hào)和數(shù)值之間填充字符，用于輸出ios::dec轉(zhuǎn)換基數(shù)為十進(jìn)制，用于輸入或輸出ios::oct轉(zhuǎn)換基數(shù)為八進(jìn)制，用于輸入或輸出ios::hex轉(zhuǎn)換基數(shù)為十六進(jìn)制，用于輸入或輸出ios::showbase輸出時(shí)顯示基指示符(0表示八進(jìn)制，0x或0X表示十六進(jìn)制)，用于輸入或輸出ios::showpoint輸出時(shí)顯示小數(shù)點(diǎn)，用于輸出ios::uppercase輸出時(shí)表示十六進(jìn)制的x為大寫(xiě)，表示浮點(diǎn)數(shù)科學(xué)計(jì)數(shù)法的e為大寫(xiě)，用于輸出ios::showpos正整數(shù)前顯示“+”符號(hào)，用于輸出ios::scientific用科學(xué)表示法顯示浮點(diǎn)數(shù)，用于輸出ios::fixed用定點(diǎn)形式顯示浮點(diǎn)數(shù)，用于輸出ios::unitbuf在輸出操作后立即刷新所有流，用于輸出ios::stdio在輸出操作后刷新stdout和stderr，用于輸出【例13-8】用控制符控制輸出格式。intmain(){ inta=10; doubleb=314159.26; cout<<a<<endl;//以十進(jìn)制形式輸出

cout<<setbase(8);//以八進(jìn)制形式輸出

cout<<setiosflags(ios::showbase);//顯示進(jìn)制指示符

cout<<a<<endl; cout<<setprecision(7);//設(shè)置精度為7位

cout<<b<<endl; cout<<setiosflags(ios::fixed);//設(shè)置以固定小數(shù)點(diǎn)方式輸出

cout<<setprecision(4);//設(shè)置小數(shù)點(diǎn)后保留4位

cout<<b<<endl;

//設(shè)置以指數(shù)形式輸出，同時(shí)字母大寫(xiě)且左對(duì)齊 cout<<setiosflags(ios::scientific|ios::uppercase|ios::left); cout<<setw(20);//設(shè)置顯示域?qū)挒?0 cout<<setfill('*');//空白處以'*'填充

cout<<-b<<endl;//以負(fù)數(shù)方式輸出

//取消指數(shù)形式輸出，同時(shí)字母大寫(xiě)且左對(duì)齊的設(shè)置

cout<<resetiosflags(ios::scientific|ios::uppercase|ios::left); cout<<setfill('');//空白處以''填充 cout<<setprecision(6); cout<<setw(20); cout<<b<<endl; return0;}運(yùn)行結(jié)果10(以十進(jìn)制形式輸出)012(以八進(jìn)制形式輸出，且顯示進(jìn)制指示符)314159.3(設(shè)置精度為7位)314159.2600(以固定小數(shù)點(diǎn)形式輸出，小數(shù)點(diǎn)后保留4位)-3.142E+005*********(以指數(shù)形式左對(duì)齊輸出，域?qū)挒?0，空白處以'*'填充)314159.260000(域?qū)挒?0，小數(shù)點(diǎn)后保留6位，空白處以''填充)4、使用put()輸出一個(gè)字符ostream&ostream::put(charc);5、使用write()輸出n個(gè)字符ostream&ostream::write(char*buf,intn);說(shuō)明：這些成員函數(shù)既可用于文本流，也可用于二進(jìn)制流，尤其適用于二進(jìn)制流；[例]分析下列程序的輸出結(jié)果。#include<iostream>usingnamespacestd;voidmain(){cout<<'a'<<','<<'b'<<'\n';cout.put('a').put(',').put('b').put('\n');charc1='A',c2='B';cout.put(c1).put(c2).put('\n');}運(yùn)行結(jié)果:a,ba,bAB[例]分析下列程序的輸出結(jié)果。#include<iostream>usingnamespacestd;voidprint(char*s){cout.write(s,strlen(s));cout.put('\n');cout.write(s,6)<<'\n';}voidmain(){char*str="ILoveChina!";print(str);}運(yùn)行結(jié)果：ILoveChina!ILove13.3文件與文件流13.3.1文件的類(lèi)型1、文件的概念

在磁盤(pán)上保存的信息是按文件的形式組織的，每個(gè)文件都對(duì)應(yīng)一個(gè)文件名，并且屬于某個(gè)物理盤(pán)或邏輯盤(pán)的目錄層次結(jié)構(gòu)中一個(gè)確定的目錄之下。一個(gè)文件名由文件主名和擴(kuò)展名兩部分組成。2、文件的類(lèi)型

按存儲(chǔ)格式分為兩種類(lèi)型，一種為字符格式文件（文本文件），另一種為內(nèi)部字節(jié)文件（二進(jìn)制文件）。文件的類(lèi)型根據(jù)文件中數(shù)據(jù)的組織形式，可分為ASCII文件和二進(jìn)制文件。對(duì)于字符信息，在內(nèi)存中是以ASCII代碼形式存放的，因此，無(wú)論用ASCII文件輸出還是用二進(jìn)制文件輸出，其數(shù)據(jù)形式是一樣的。但是對(duì)于數(shù)值數(shù)據(jù)，二者是不同的。例如有一個(gè)長(zhǎng)整數(shù)100000，在內(nèi)存中占4個(gè)字節(jié)，如果按內(nèi)部格式直接輸出，在磁盤(pán)文件中占4個(gè)字節(jié)，如果將它轉(zhuǎn)換為ASCII碼形式輸出，則要占6個(gè)字節(jié)。長(zhǎng)整數(shù)100000

‘1’

‘0’

‘0’

‘0’

‘0’

‘0’

3、文件流對(duì)象要用#include<fstream>命令。它提供的輸入文件流類(lèi)：ifstream輸出文件流類(lèi)：ofstream輸入輸出文件流類(lèi)：fstream定義用戶所需要的文件流對(duì)象，然后利用open成員函數(shù)，按照一定的方式打開(kāi)一個(gè)文件。文件被打通過(guò)流對(duì)象訪問(wèn)其中內(nèi)容，結(jié)束后用close關(guān)閉。13.3.2文件流的操作說(shuō)明一個(gè)文件流對(duì)象，然后進(jìn)行操作：ifstreamifile；//說(shuō)明一個(gè)輸入流對(duì)象ofstreamofile；//說(shuō)明一個(gè)輸出流對(duì)象fstreamiofile；//說(shuō)明一個(gè)輸入/輸出流對(duì)象1.打開(kāi)磁盤(pán)文件打開(kāi)文件是指在文件讀寫(xiě)之前做必要的準(zhǔn)備工作包括:(1)為文件流對(duì)象和指定的磁盤(pán)文件建立關(guān)聯(lián)，以便使文件流流向指定的磁盤(pán)文件。(2)指定文件的工作方式。以上工作可以通過(guò)兩種不同的方法實(shí)現(xiàn)。打開(kāi)文件(1)使用文件流對(duì)象的成員函數(shù)(open)打開(kāi)一個(gè)磁盤(pán)文件，在文件流對(duì)象和磁盤(pán)文件名之間建立聯(lián)系。ofstreamoutfile;//定義ofstream類(lèi)對(duì)象outfileoutfile.open(″f1.txt″,ios::out);//使文件流與f1.txt文件建立關(guān)聯(lián)open()函數(shù)的原型voidopen(constchar*filename,intmode,

intprot=filebuf::openprot);相關(guān)參數(shù)說(shuō)明：Filename：文件名，它可包含路徑說(shuō)明。Mode：文件打開(kāi)的模式Prot：文件的訪問(wèn)方式，取值為：

0普通文件1只讀文件

2隱含文件4系統(tǒng)文件

（默認(rèn)為0）

對(duì)于ifstream流，mode的默認(rèn)值為ios::in；對(duì)于ofstream流，mode的默認(rèn)值為ios::out。方式意義ios::in打開(kāi)文件進(jìn)行讀操作ios::out打開(kāi)文件進(jìn)行寫(xiě)操作ios::ate打開(kāi)時(shí)文件指針定位到文件尾ios::app添加模式，所有增加都在文件尾部ios::trunc如果文件已存在則清空原文件ios::binary二進(jìn)制文件（非文本文件）mode的符號(hào)常量可以“|”組合在一起例：ofstreamoutfile;outfile.open(“f1.txt”,ios::out|ios::app);fstreamfile;file.open(“f2.txt”,ios::in|ios::out|ios::binary);打開(kāi)文件(2)在定義文件流對(duì)象時(shí)指定參數(shù)在聲明文件流類(lèi)時(shí)定義了帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，其中包含了打開(kāi)磁盤(pán)文件的功能。因此，可以在定義文件流對(duì)象時(shí)指定參數(shù)，調(diào)用文件流類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)打開(kāi)文件的功能。如 ofstreamoutfile(″f1.txt″,ios::out);一般多用此形式，比較方便。作用與open函數(shù)相同。輸入輸出方式是在ios類(lèi)中定義的，它們是枚舉常量，有多種選擇，見(jiàn)書(shū)中表13-5。2.關(guān)閉磁盤(pán)文件在對(duì)已打開(kāi)的磁盤(pán)文件的讀寫(xiě)操作完成后，應(yīng)關(guān)閉該文件。關(guān)閉文件用成員函數(shù)close。如：outfile.close();所謂關(guān)閉，實(shí)際上是解除該磁盤(pán)文件與文件流的關(guān)聯(lián)，原來(lái)設(shè)置的工作方式也失效，這樣，就不能再通過(guò)文件流對(duì)該文件進(jìn)行輸入或輸出。3.文件的讀寫(xiě)文本文件的讀寫(xiě)二進(jìn)制文件的讀寫(xiě)13.3.3文本文件的讀寫(xiě)操作（1）使用流運(yùn)算符直接讀寫(xiě)可以直接使用流的“<<”和“>>”，完成文件的字符轉(zhuǎn)換工作。（2）使用流成員函數(shù) 輸出流成員函數(shù)為：put函數(shù)

輸入流成員函數(shù)有：get函數(shù)、getline函數(shù)【例13-10】把整型數(shù)組的所有元素寫(xiě)入文本文件中存放。#include<iostream>#include<fstream>usingnamespacestd;intmain(){ //創(chuàng)建文件流對(duì)象，并以輸出方式與try.txt文件建立關(guān)聯(lián)

fstreamf("d:\\try.txt",ios::out); f<<1234<<''<<3.14<<'A'<<"Howareyou";//往文件中寫(xiě)入數(shù)據(jù)

f.close(); //關(guān)閉文件

f.open("d:\\try.txt",ios::in);//以輸入方式與try.txt文件建立關(guān)聯(lián) inti; doubled; charc; chars1[20]; chars2[20]; f>>i>>d>>c>>s1; //從文件中讀取數(shù)據(jù)

f.getline(s2,20); cout<<i<<endl;//在顯示器上顯示讀取到的數(shù)據(jù)

cout<<d<<endl; cout<<c<<endl; cout<<s1<<endl; cout<<s2<<endl; f.close(); return0;}【例13-11】從鍵盤(pán)讀入一行字符，把其中的數(shù)字依次存放在文件number.txt中。再?gòu)奈募umber.txt中讀入5個(gè)整數(shù)放在數(shù)組中，找出并輸出5個(gè)數(shù)中的最大者和它在數(shù)組中的序號(hào)。voidsave_to_file(){ ofstreamoutfile(“number.txt”); if(!outfile)

{ cerr<<"opennumber.txterror!"<<endl; exit(1); } charc[80]; cin.getline(c,80);//從鍵盤(pán)讀入一行字符 for(inti=0;c[i]!=0;i++)//對(duì)字符逐個(gè)處理，直到遇'\0'為止

if(c[i]>='0'&&c[i]<='9')

{ outfile.put(c[i]).put('');//存入文件 cout<<c[i];//同時(shí)送顯示器顯示

} cout<<endl; outfile.close();//關(guān)閉number.txt}voidget_from_file(){ constintLEN=5; inta[LEN],max,i,order; ifstreaminfile("number.txt",ios::in);

if(!infile)

{ cerr<<"opennumber.txterror!"<<endl;

exit(1);

} for(i=0;i<LEN;i++)

{

infile>>a[i];

cout<<a[i]<<"";

} cout<<endl; max=a[0];//先將第1個(gè)數(shù)組元素（下標(biāo)為0）賦給max order=0;//記錄下標(biāo)

for(i=1;i<LEN;i++) if(a[i]>max) { max=a[i];//將當(dāng)前最大值放在max中

order=i;//將當(dāng)前最大值的元素序號(hào)放在order中

} cout<<"max="<<max<<endl<<"order="<<order<<endl; infile.close();}intmain(){ save_to_file(); get_from_file(); return0;}13.3.4二進(jìn)制文件的讀寫(xiě)操作1、用write()往文件寫(xiě)入n個(gè)字節(jié)原型：ostream&ostream::write(char*buf,intn);2、用read()從文件讀取n個(gè)字節(jié)原型：istream&istream::read(char*buf,intn);structperson{charname[20];doubleheight;intage;};personpeople[6];//假設(shè)數(shù)組已經(jīng)賦值outfile.write((char*)

&people[i],sizeof(people[i]));【例13-12】編寫(xiě)一個(gè)程序?qū)ΧM(jìn)制文件進(jìn)行讀寫(xiě)。要求從鍵盤(pán)輸入若干學(xué)生的信息寫(xiě)入二進(jìn)制文件，再?gòu)脑摱M(jìn)制文件中讀出學(xué)生的信息到內(nèi)存中并輸出到顯示器。#include<iostream>#include<fstream>usingnamespacestd;structStudent//定義Student結(jié)構(gòu)體類(lèi)型{ charname[10];//姓名

charid[10];//學(xué)號(hào)

intscore;//分?jǐn)?shù)};#defineLENsizeof(structStudent)intmain()