C++IO流之fstream, stringstream使用小结
作者:AKA你的闺蜜
IO流
1. C语言IO
C语言中常用的输入输出函数有如下几种:前者是格式化标准输入输出,后者是格式化文件输入输出,最后是格式化字符串输入输出。
函数名 | 内容 | 备注 |
---|---|---|
scanf | 从标准输入流(键盘)读取格式化的数据 | 省略standard |
fscanf | 从所有输入流读取读取格式化数据 | f:file |
sscanf | 从字符串中读取格式化的数据 | s:string |
printf | 将格式化的数据输出到标准输出流(屏幕)上 | 省略standard |
fprintf | 将格式化数据输出到所有输出流上 | f:file |
sprintf | 将格式化的数据输出到字符串中 | s:string |
文件的输入输出需要以下几个函数:
函数名 | 功能 | 适用范围 |
---|---|---|
fopen | 打开文件流 | 文件 |
fclose | 关闭文件流 | 文件 |
fscanf | 从所有输入流读取读取格式化数据 | 文件 |
fprintf | 将格式化数据输出到所有输出流上 | 文件 |
fread | 二进制输入 | 文件 |
fwrite | 二进制输出 | 文件 |
//文件开关 FILE* fopen (const char* filename, const char* mode); int fclose (FILE* stream); //格式化读写 int fprintf (FILE* stream, const char* format [, argument ]...); int fscanf (FILE* stream, const char* format [, argument ]...); //二进制读写 size_t fwrite (const void* buffer, size_t size, size_t count, FILE* stream); size_t fread ( void* buffer, size_t size, size_t count, FILE* stream);
使用方式如下:
struct ServerInfo { char _ip[32]; int _port; friend ostream& operator<<(ostream& os, ServerInfo& info); friend ostream& operator>>(ostream& os, ServerInfo& info); }; //测试C语言二进制读写 void TestC_Write_Bin() { ServerInfo info = { "192.168.1.1",80 }; FILE* fout = fopen("info.bin", "wb"); //assert(); fwrite(&info, sizeof(ServerInfo), 1, fout); fclose(fout); } void TestC_Read_Bin() { ServerInfo info; FILE* fin = fopen("info.bin", "rb"); fread(&info, sizeof(ServerInfo), 1, fin); printf("%s:%d", info._ip, info._port); fclose(fin); } //测试C语言字符读写 void TestC_Write_Text() { ServerInfo info = { "192.168.1.1",80 }; FILE* fout = fopen("info.txt", "w"); fprintf(fout, "%s %d", info._ip, info._port); fclose(fout); } void TestC_Read_Text() { ServerInfo info; FILE* fin = fopen("info.txt", "r"); fscanf(fin, "%s %d", &info._ip, &info._port); printf("%s:%d", info._ip, info._port); }
2. C++IO
C++ 标准库提供了4个全局流对象cin
、cout
、cerr
、clog
。cout、cerr、clog 是 ostream 类的三个不同的对象。使用 cout 进行标准输出,使用 cin 进行标准输入。同时 C++ 标准库还提供了 cerr 用来进行标准错误的输出,以及 clog 进行日志的输出。
2.1 C++标准IO流
cout
,cin
是ostream
,istream
类的对象,operator<<
,operator>>
分别是两个对象的操作符重载成员函数。
C++输出输入可直接使用cout>>
和cin>>
,因为其重载了所有内置类型,对于自定义类型需要自行重载操作符>>
和<<
。
cin >> a >> b;
operator<<
和operator>>
的返回值也是ostream&
或istream&
,因此支持连续输入输出,又是一次函数调用。
cout/cin 取代 printf/scanf 的真正原因是 cout/cin 支持自定义类型,符合面向对象的思想。
当需要循环读入数据时,可以采用如下的方式:
string str; while (cin >> str) { ; }
从文档中可以看到,operator>>
的返回值是istream
类型,这个对象类型是如何作真假判断的呢?
原因是istream
类的对象支持一个操作符的重载函数叫operator bool
,C++98中叫operator void*
,C++11中叫operator bool
。
这是个特殊的运算符重载函数,该函数不允许限定返回类型,当类型被当作条件判断时,自动调用并将返回值强转为内置的标识,该标识如果为真就继续,如果为假就停止读取。
2.2 C++文件IO流
采用面向对象的思想,C++中文件指针被文件输入输出流对象ofstream
、ifstream
代替。
和fopen
的调用方式类似,创建输入输出流对象,调用其构造函数传入文件地址以及打开模式。fclose
被析构函数代替,且析构函数可以自动调用。
对象构造函数 | 解释 |
---|---|
ofstream (const char fileName, ios_base::openmode mode=ios_base::out)* | 创建输出流对象,并指定文件地址和打开模式 |
ifstream (const char fileName, ios_base::openmode mode=ios_base::in)* | 创建输入流对象,并指定文件地址 |
打开模式变量的类型是ios_base::openmode
,该变量有如下几个特定的值:
模式 | 解释 |
---|---|
in | 文件读取模式 |
out | 文件写入模式 |
binary | 二进制文件模式 |
… |
常用的有如上几种,该变量的值以二进制位中的不同位为1来标识,也就是说使用异或|
就可以组合起来用。
函数 | 解释 |
---|---|
istream& read(char s, streamsize n);* | read 接口是输入流istream 对象的成员函数,参数是变量和大小。 |
ostream& write(const char s , streamsize n);* | write 接口是输出流ostream 对象的成员函数,参数是写入变量和写入大小。 |
示例
使用一个ConfigManage
类来演示几种文件读写的方式。
struct ServerInfo { char _ip[32]; int _port; friend ostream& operator<<(ostream& os, ServerInfo& info); friend ostream& operator>>(ostream& os, ServerInfo& info); }; class ConfigManage { public: ConfigManage(const char* fileName) :_fileName(fileName) {} //二进制写入 void WriteBin(ServerInfo& info) { ofstream ofs(_fileName.c_str(), ios_base::out | ios_base::binary); //创建输出流对象 ofs.write((const char*)&info, sizeof(ServerInfo)); //调用write接口 } //二进制读取 void ReadBin(ServerInfo& info) { ifstream ifs(_fileName.c_str(), ios_base::in | ios_base::binary); ifs.read((char*)&info, sizeof(ServerInfo)); cout << info << endl; } private: string _fileName; };
读写文件更常用的方式是以文本形式读写,因此就可以省略打开模式参数。
ifstream
,ofstream
文件输入输出类中还继承了iostream
的流插入<<
流提取>>
操作符,也就是对象ofs
和ifs
也可以使用<<
或>>
操作符。
struct ServerInfo { friend ostream& operator<<(ostream& os, ServerInfo& info); friend ostream& operator>>(ostream& os, ServerInfo& info); char _ip[32]; int _port; }; ostream& operator<<(ostream& os, ServerInfo& info) { os << info._ip << " " << info._port; return os; } istream& operator>>(istream& is, ServerInfo& info) { is >> info._ip >> info._port; return is; } //文本写入 void WriteText(ServerInfo& info) { ofstream ofs(_fileName.c_str()); //write ofs.write((const char*)&info, sizeof(ServerInfo)); //1. ofs << info._ip << info._port; //对象未重载<< //2. ofs << info; //对象已重载>> } //文本读取 void ReadText(ServerInfo& info) { ifstream ifs(_fileName.c_str()); //read ifs.read((char*)&info, sizeof(ServerInfo)); //1. ofs << info._ip << info._port; //对象未重载<< //2. ifs >> info; //对象已重载>> cout << info << endl; }
具体调用方式则是如下:
void TestCPP_Write_Bin() { ServerInfo info = { "192.168.1.1",80 }; ConfigManage con("config.bin"); con.WriteBin(info); } void TestCPP_Read_Bin() { ServerInfo info; ConfigManage con("config.bin"); con.ReadBin(info); } void TestCPP_Write_Text() { ServerInfo info = { "192.168.1.1",80 }; ConfigManage con("config.bin"); con.WriteText(info); } void TestCPP_Read_Text() { ServerInfo info; ConfigManage con("config.bin"); con.ReadText(info); }
文件的输入输出流对象调用构造函数时也可能会失败,C++采取面向对象抛异常的形式。
2.3 C++ stringstream
在头文件 下,有三个类:istringstream、ostringstream 和 stringstream,分别用来进行字符串流的输入、输出和输入输出操作。
- 字符串流
ostringstream
可以将一个其他类型的数据转化为字符串格式,该类中的成员函数str
可以返回转出的字符串。 - 字符串流
istringstream
可以将一个字符串格式转化其他类型的数据,该类中的成员函数str
可以传入需要转化的字符串,或直接在构造时传入。
struct PersonInfo { string _name; int _age; friend ostream& operator<<(ostream& os, PersonInfo& info); friend istream& operator>>(istream& is, PersonInfo& info); }; //序列化 PersonInfo info1 = { string("zhangsan"), 20 }; ostringstream oss; //1. oss << info1._name << " " << info1._age; //对象未重载<< //2. oss << info1; string str = oss.str(); cout << str << endl; //反序列化 PersonInfo info2; istringstream iss(str); iss.str(str); //1. iss >> info2._name >> info2._age; //对象未重载>> //2. iss >> info2; cout << info2 << endl;
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