《流類庫與輸入輸出》課件

《流類庫與輸入輸出》ppt課件contents目錄流類庫概述流類庫的主要類和函數(shù)流類庫的使用方法輸入輸出流在程序中的應(yīng)用輸入輸出流的異常處理輸入輸出流的性能優(yōu)化01流類庫概述0102流類庫的定義數(shù)據(jù)流可以來自文件、網(wǎng)絡(luò)連接或其他數(shù)據(jù)源，流類庫使得程序員能夠以統(tǒng)一的方式處理不同類型的輸入輸出操作。流類庫是一種用于處理輸入輸出流的軟件庫，它提供了一組函數(shù)和類，用于讀取、寫入和管理數(shù)據(jù)流。

流類庫的用途提高開發(fā)效率流類庫提供了一組標(biāo)準(zhǔn)化的接口和功能，使得程序員可以更加高效地編寫輸入輸出相關(guān)的代碼，避免了重復(fù)造輪子。簡化復(fù)雜操作流類庫封裝了底層操作系統(tǒng)的細(xì)節(jié)，使得程序員可以更加專注于業(yè)務(wù)邏輯的實現(xiàn)，而不需要關(guān)心底層的實現(xiàn)細(xì)節(jié)。提高代碼可維護(hù)性使用流類庫可以使得代碼更加模塊化、可重用和可維護(hù)，降低了代碼的耦合度。標(biāo)準(zhǔn)庫的出現(xiàn)隨著C的發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)庫中提供了更加豐富和強(qiáng)大的流類庫，如iostream庫。這些庫提供了更加高級和方便的功能，如文件操作、字符串流等。早期流類庫早期的流類庫主要基于C語言，如stdio.h頭文件中的函數(shù)。這些函數(shù)提供了基本的輸入輸出功能，但使用起來比較繁瑣。第三方流類庫除了標(biāo)準(zhǔn)庫外，還有很多第三方流類庫可供選擇，如log4cpp、spdlog等。這些庫提供了更加靈活和定制化的功能，滿足了不同場景的需求。流類庫的發(fā)展歷程02流類庫的主要類和函數(shù)

輸入輸出流類輸入輸出流類是C標(biāo)準(zhǔn)庫中提供的基本流類，用于數(shù)據(jù)的輸入和輸出操作。輸入輸出流類包括istream、ostream、fstream等，其中istream用于從輸入流中讀取數(shù)據(jù)，ostream用于向輸出流中寫入數(shù)據(jù)，fstream用于讀寫文件。輸入輸出流類提供了一系列的函數(shù)和運(yùn)算符，用于執(zhí)行各種輸入輸出操作，如讀取和寫入數(shù)據(jù)、格式化輸出等。文件輸入輸出流類提供了打開、關(guān)閉、讀取和寫入文件等操作，同時還提供了對文件進(jìn)行定位和隨機(jī)訪問的功能。使用文件輸入輸出流類可以方便地讀取和寫入文件，同時還可以對文件進(jìn)行加密和解密等操作。文件輸入輸出流類是fstream的子類，用于讀寫文件。文件輸入輸出流類控制臺輸入輸出流類是iostream的子類，用于從控制臺讀取輸入和向控制臺輸出結(jié)果?？刂婆_輸入輸出流類提供了讀取控制臺輸入、向控制臺輸出文本、格式化輸出等功能。使用控制臺輸入輸出流類可以方便地從控制臺獲取用戶輸入，同時還可以將結(jié)果輸出到控制臺，方便調(diào)試和交互?？刂婆_輸入輸出流類網(wǎng)絡(luò)輸入輸出流類是用于網(wǎng)絡(luò)通信的流類，提供了基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通信功能。網(wǎng)絡(luò)輸入輸出流類提供了建立網(wǎng)絡(luò)連接、發(fā)送和接收數(shù)據(jù)等功能。使用網(wǎng)絡(luò)輸入輸出流類可以實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸和控制，可以用于開發(fā)各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，如聊天室、FTP服務(wù)器等。網(wǎng)絡(luò)輸入輸出流類03流類庫的使用方法使用`ifstream`、`ofstream`或`fstream`類打開文件，如`ifstreaminputFile("example.txt");`打開文件使用`close()`函數(shù)關(guān)閉文件，如`inputFile.close();`關(guān)閉文件流的打開與關(guān)閉使用`>>`運(yùn)算符或`getline()`函數(shù)從輸入流中讀取數(shù)據(jù)，如`intnum;inputFile>>num;`或`getline(inputFile,line);`使用`<<`運(yùn)算符或`write()`函數(shù)向輸出流中寫入數(shù)據(jù)，如`outputFile<<"Hello,world!";`或`write(outputFile,buffer,size);`數(shù)據(jù)的輸入寫入數(shù)據(jù)讀取數(shù)據(jù)使用流類庫中的格式化函數(shù)，如`setw()`、`setprecision()`、`fixed()`等，來控制數(shù)據(jù)的輸入輸出格式?？刂戚斎胼敵龈袷绞褂昧黝悗熘械母袷交敵龊瘮?shù)，如`cout.setf()`、`cout.unsetf()`等，來設(shè)置或取消設(shè)置格式標(biāo)志。格式化輸出使用流類庫中的格式化輸入函數(shù)，如`cin.width()`、`cin.precision()`等，來設(shè)置或獲取格式化參數(shù)。格式化輸入流的格式化04輸入輸出流在程序中的應(yīng)用讀取文本文件讀取二進(jìn)制文件讀取大型文件讀取特定格式文件從文件中讀取數(shù)據(jù)01020304使用輸入流類如`ifstream`，打開文件并逐行讀取內(nèi)容。使用輸入流類如`ifstream`，打開文件并讀取二進(jìn)制數(shù)據(jù)。使用緩沖區(qū)和指針，將數(shù)據(jù)從文件中讀取到緩沖區(qū)中，再進(jìn)行處理。使用特定的輸入流類或自定義的輸入流類，按照特定格式解析文件內(nèi)容。使用輸出流類如`ofstream`，打開文件并逐行寫入內(nèi)容。寫入文本文件使用輸出流類如`ofstream`，打開文件并寫入二進(jìn)制數(shù)據(jù)。寫入二進(jìn)制文件使用緩沖區(qū)，將數(shù)據(jù)從內(nèi)存中寫入到緩沖區(qū)中，再寫入到文件中。寫入大型數(shù)據(jù)使用特定的輸出流類或自定義的輸出流類，按照特定格式組織數(shù)據(jù)并寫入文件。寫入特定格式文件向文件中寫入數(shù)據(jù)010204從控制臺讀取數(shù)據(jù)使用`cin`對象從標(biāo)準(zhǔn)輸入流中讀取數(shù)據(jù)。使用`getline()`函數(shù)從控制臺讀取一行字符串。使用`ignore()`函數(shù)忽略控制臺中的空格、制表符和換行符。使用`peek()`函數(shù)查看下一個字符而不從輸入流中刪除它。03使用`cout`對象向標(biāo)準(zhǔn)輸出流中寫入數(shù)據(jù)。使用`put()`函數(shù)向控制臺輸出一個字符。使用`write()`函數(shù)向控制臺輸出一個字符串或字符數(shù)組。使用`flush()`函數(shù)確保所有緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)都被立即寫入控制臺。01020304向控制臺寫入數(shù)據(jù)05輸入輸出流的異常處理輸入輸出異常是指在程序進(jìn)行輸入或輸出操作時，由于某些原因?qū)е虏僮魇』驍?shù)據(jù)損壞的情況。輸入異常通常發(fā)生在讀取數(shù)據(jù)時，如文件不存在、文件格式不正確等。輸出異常通常發(fā)生在寫入數(shù)據(jù)時，如磁盤空間不足、無法打開文件等。輸入輸出異常的定義123在程序中捕獲和處理異常，確保程序能夠正常運(yùn)行。使用異常處理機(jī)制在操作輸入輸出流之前，檢查流的狀態(tài)是否正常，如文件是否可讀或可寫。檢查輸入輸出流的狀態(tài)在C中，可以使用標(biāo)準(zhǔn)庫提供的異常處理類來處理輸入輸出異常，如std:fstream、std:iostream等。使用異常處理類輸入輸出異常的處理方法確保輸入數(shù)據(jù)的格式正確，避免因格式不匹配導(dǎo)致異常。規(guī)范輸入輸出格式檢查資源可用性使用異常處理機(jī)制在操作輸入輸出資源之前，檢查資源是否可用，如文件是否存在、磁盤空間是否足夠等。在程序中合理使用異常處理機(jī)制，確保程序能夠正確處理異常情況。030201輸入輸出異常的預(yù)防措施06輸入輸出流的性能優(yōu)化緩沖區(qū)作用緩沖區(qū)主要用于提高數(shù)據(jù)傳輸效率，通過將數(shù)據(jù)暫存于緩沖區(qū)中，減少直接與硬件交互的次數(shù)，降低系統(tǒng)開銷。緩沖區(qū)大小選擇緩沖區(qū)大小的選擇對性能優(yōu)化至關(guān)重要，過小可能導(dǎo)致頻繁的讀寫操作，過大則可能造成內(nèi)存浪費(fèi)。緩沖區(qū)分類根據(jù)用途和特性，緩沖區(qū)可分為輸入緩沖區(qū)、輸出緩沖區(qū)和系統(tǒng)緩沖區(qū)等。緩沖區(qū)的使用異步I/O允許程序在等待數(shù)據(jù)傳輸完成的同時執(zhí)行其他任務(wù)，從而提高程序的并發(fā)性能。異步I/O直接內(nèi)存訪問允許程序繞過操作系統(tǒng)，直接與硬件交互，提高數(shù)據(jù)傳輸效率。直接內(nèi)存訪問零拷貝技術(shù)通過減少數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的復(fù)制次數(shù)，降低CPU和內(nèi)存的使用率，提高數(shù)據(jù)傳輸效率。零拷貝技術(shù)高效的輸入輸出方式03并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通過將數(shù)據(jù)分成多個片