[互联网]c++第11章C++输入输出流与文件系统.ppt

第11章 C+输入/输出流与文件系统,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,第11章 C+输入/输出流与文件系统,学习目标,理解C+的输入/输出流的概念； 熟悉I/O流的工作过程； 熟悉各种格式标志与各种格式控制方法； 分清文本文件与二进制文件的区别； 掌握文本文件的输入/输出的步骤与操作； 掌握二进制文件的输入/输出的步骤与操作； 会运用文件指针以及各种标志；,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,C+中的I/O是以流(stream)的形式出现的。流是实际上是一个处于传输状态的字节序列，是字节在对象之间的“流动”， 流的操作包括输入与输出。输入操作是字节从外部设备(包括键盘、磁盘、网络连接)输入到内存，是字节从设备到内存的流动。输出操作是从内存输出到外部设备(如显示器、打印机、磁盘、网络连接)，是字节从内存到外部设备的流动。,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,1. I/O流的概念,ostream 类提供了格式化和无格式的输出功能。输出功能包括: 用插入操作符输出标准类型数据；用put成员函数输出字符；用write成员函数实现无格式输出。 最常用的输出方法是在cout上用插入操作符，插入操作符可以接受任何标准类型的实参，包括const char *、标准库string、complex等类型。实参可以是任何表达式包括函数调用，只要其结果是能被插入操作符能接受的数据类型即可。,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,2. 输出流,2.演示的功能,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,运行结果:,a c string a c+ string (3.14159,-1.234) 12 11 10 &i:006AFDC4 pi:006AFDC4 &s1:006AFDE8 s1:0046C040,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,运行结果:,the larger of 10, 20 is 0,每一个输入/输出流对象都维护一个格式状态字，用它表示流对象当前的格式状态并控制流的格式，例如整型值的进制基数或浮点数的精度。C+提供了多种格式控制的方法，如使用操纵符修改对象的格式状态字来控制流的格式、运用成员函数。 格式标志是一组用于设置I/O流格式状态字的一个数，这些格式标志属于ios类。,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,3. 流的格式控制,表11-3 格式状态字设置函数,其中, IFlags与IMask 可以是单个格式标志，也可以是与运算& 和或运算|将格式标志 连接的表达式，还可以是一个长整型数。,2.揭开格式标志的秘密,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,2.揭开格式标志的秘密,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,运行结果:,Default flag is:201 800 hex 200 dec 400 oct e00 basefield 100 internal 40 left 80 right 1c0 adjustfield 2000 fixed 1000 scientific e00 basefield 8 showbase 10 showpoint 20 showpos 1 skipws 4 uppercase 4000 boolalpha 2 unitbuf,C+还提供了许多流操纵符，用于执行格式化的输入/输出操作，这些操纵符可以直接用在流中。,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,4. 格式操纵符,表11-4 格式操纵符,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,2.格式操纵符举例,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,运行结果:,Default flag is:201 After set Hex:800 boolvalue:1 boolalpha:true x=64,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,5. 格式控制成员函数,表11-5 格式控制成员函数,从成员函数表中可以看出, 成员函数的功能与操纵符中的函数对应。如： width()与setw()，fill(c)与setfill(c)，precision(n)与setprecision(n)，flags(flag)与setiosflags(flag)分别对应。,2.格式操纵符与成员函数对比,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,2.格式操纵符与成员函数对比,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,运行结果:,3.141593 00000003 3.1 3.14 3.142 3.1416 3.14159 3.141593 3.1415927 3.14159265 3.141592654 3.141592654 00000003 3.1 3.14 3.142 3.1416 3.14159 3.141593 3.1415927 3.14159265 3.141592654 3.141592654,istream 类提供了格式化和非格式的输入功能。最常用的输入方法是在标准输入流对象cin上使用用提取操作符。 格式如下： cinobj1obj2; 提取操作符从与键盘相连的标准输入流cin中提取数据拷贝给相应的对象。数据的提取与拷贝是从输入回车开始的，提取操作符忽略了流中的空白、制表符、回车，换行。当遇到流结束标志EOF(-1)，或者提取了一个无效的值试图拷贝给对象时，提取操作符返回0(false) 给cin。 每个输入流都含有一系列错误状态位，当提取了一个无效值给对象时，比如：输入类型错时，除了返回出错信息false给cin外, 还会设置流的failbit状态位，结束提取操作。,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,11.4 输入流,2.标准输入,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,运行结果:, 2 a 3.4 5.6 7.8 9 a b 2 a 3.4 5 .6 7.8 9 a,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,表11-6 输入流常用成员函数,2.输入函数get举例,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,运行结果:,1234567890 1234 4 5678 4 90 2,2.输入函数getline举例,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,运行结果:,1234567890 或12345 0:1234 4,对编程者而言，用户的行为是无法预测的。如当程序期望用户输入整数，而用户有意或无意输入了字符串，或超过了整数表示范围的数。这都会使数据流产生错误。在ios类中，除了提供控制数据流的格式标志、操纵符、成员函数，还提供了流的错误侦测函数与错误状态位。 这些流错误状态位(标志 )属于ios类，各种标志及意义如表11-7：,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,11.5 数据流的错误侦测,表11-7 流错误状态标志,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,表11-8 流错误侦测函数,流的这些错误可以使用ios类提供的错误侦测函数来读取。 流错误侦测函数如表11-8。,11.5 数据流的错误侦测,到目前为止，程序执行所需的数据由键盘输入，执行的结果在显示器上显示或临时存于内存中，一旦程序执行完毕，数据将从内存中消失。下一次执行数据必须重新输入。 将程序所需数据和产生的数据保存的方法是使用文件，文件是保存在辅存中，如磁盘、光盘、磁带中的数据集合。 C+语言把每个文件看成是一个有序的字节流。文件打开时，就创建一个对象，并将这个对象和某个流关联起来。包含时，会自动生成cin、cout、cerr和clog这4个对象，与这些对象关联的流提供与文件通信的方法(文件操作)。如cin对象使程序从键盘或文件中输入数据，cout对象使程序能向屏幕或文件输出数据，cerr和clog使程序能向屏幕或其他设备输出错误信息。,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,11.6 文件的输出/输入,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,1. 文件的创建,C+负责文件输出/输入的类有ifstream(文件输入)，ofstream(文件输出)以及fstream(文件输出/输入)，见图11.1。 所谓的文件输入输出，是从程序或内存的角度而言的，文件输入是指从文件向内存读入数据；文件输出则指从内存向文件输出数据。类ifstream、ofstream、fstream分别在包含头文件ifstream、ofstream、fstream中定义，要使用它们，必须包含相应的头文件。 可以使用这些类建立文件流对象。 如下列语句： fstream myfile; 建立了一个文件流对象myfile。然后利用fstream提供的open()成员函数打开文件与流连接。open()函数的原型如下：,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,表11-9 文件打开(操作)模式表,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,1. 文件的创建,例如： myfile.open(“d:myprogp1_1.cpp“, ios:in|ios:out); 打开文本文件p1_1.cpp用于输入输出。 当用fstream、ofstream、ifstream建立文件流对象时可直接给出文件名、操作模式等参数，这样可以省略open()函数的使用。 输出文件流的建立可以使用如下方法： fstream ofile(“c:myprogf1.cpp“, ios:out); ofstream ofile(“c:myprogf1.cpp“) 输入文件流的建立方法： fstream ifile(“c:myprogf1.dat“, ios:in) ifstream ifile(“c:myprogdat.cpp“) 从图11-1 I/O流类层次结构中可以看出, fstream类继承于iostream, 而iostream又继承于istream和ostream，因此，定义于istream与ostream处理数据流输出与输入的成员函数都可以用在文件的输出与输入上。,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,2. 文本文件的输出,C+的文件I/O模式分为两种：文本模式与二进制模式，默认的文件模式为文本模式。当使用文本模式时，输出到文件的内容为ASCII码字符(包括回车、换行) 。也就是说，文本文件中只能存储ASCII码字符。如整数123与浮点数234.5在文本文件中分别存储为: ”123”与”234.5”。 文本文件通常以.txt为后缀，C+的源程序文件也属于文本文件。文本文件在windows的记事本与书写器中都能打开，在linux系统下可以用vi, emacs等文本编辑软件来编辑。 文本文件输出可用插入操作符与成员函数write()。 文件输出的步骤一般为： (1) 建立输出文件流(对象)，将建立的文件连接到文件流上。此步需要对文件是否建立成功进行判断，如果文件建立错误，则退出。 (2) 向输出文件流输出内容。 (3) 关闭文件(文件流对象消失时也会自动关闭文件),2.链表类模板,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,运行结果:,输入：Antony 80.5 John 90 Tom 60 Z 文件record.txt中的内容为： Antony80.5John90Tom60,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,3. 二进制文件输出,文本文件中存储的是字符串，当我们要使用其中的数据就不方便了，如求学生成绩文件中的学生成绩的平均分。 二进制文件是指含ASCII码字符外的数据的文件，它不能由文本编辑软件打开。在实际应用中，大多数文件都是二进制文件，如图象文件(后缀包括.bmp, .jpg, .tif, .gif等)，影像文件，声音文件，数据库文件。 Microsoft Word 的.doc文件也是二进制文件，因为除了字符外，它还含有字体、字号、颜色等数据。输出二进制文件的方法是使用write()成员函数。,2.文本文件输出举例,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,2.文本文件输出举例,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,程序解释： 文件结果对照表如下表。 表11-10 文本文件与二进制文件对比,从表中看出，数据85.5在文本文件中为字符串“85.5”,长度为4字节。 在二进制文件中为0000AB42, 占固定长度4字节，即浮点数的长度。,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,4. 文本文件的输入,文件的输入是指从文件中读数据到内存中，文本文件输入常用提取操作符, 在文件输入中要经常检查文件是否到达尾部，输入流的成员函数eof()用来侦测是否到达文件结尾。若读取到文件结尾时，返回true 。 文件输出一般要经过下列三个步骤： (1) 建立输入文件流(对象)，将以输入方式打开的文件连接到文件流上。此步需要对文件是否打开成功进行判断，如果文件打开错误，则退出。 (2) 从输入文件流中读内容。此步需要对读文件是否成功进行判断，如果读入不成功或到文件尾，则读入结束。 (3) 关闭文件(文件流对象消失时也会自动关闭文件)。,2.文本文件的输入,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,5. 二进制文件输入,输入二进制文件使用成员函数read()每次读取固定长度的数据，同样用eof()判断是否到达文件尾。,2.二进制文件的输入,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,运行结果:,Antony 80.5 John 90 Tom 60 Tom 60,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,在文件中，特别是二进制文件，每一笔数据（记录）都是一个接着一个连续排列。文件中记录的排列与内存中的数组一样。前面例子对文件的读写都是从头到尾，是否可以象读取数组一样随机读取文件中某个记录？有了文件指针后，就可以直接跳到指针处，读写指针处的记录。 在ios类中，定义了三个特定的文件指针： ios:beg, 文件开头指针 ios:cur, 当前指针位置 ios:end, 文件尾指针,6. 文件指针的使用,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,表11-11 指针成员函数表,在istream与ostream类里定义了一些用来移动指针的成员函数，我们称为指针成员函数。列表如表11-11。,6. 文件指针的使用,2.文件指针使用实例,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,2文件指针使用实例,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,2.文件指针使用实例,C+语言程序设计教程 第11章 C+输入输出流,运行结果:,程序运行前，文件record.d