STL输入输出流课件

1、第 十一 章 STL 输入输出流,第十一章 STL 输入输出流,STL IO 流类 标准 IO 流 标准输入流对象cin 标准输出流对象cout 文件 IO 流 打开读写关闭文件 文本文件与二进制文件 读写文本文件 读写二进制文件 随机读写文件 字符串 IO 流,256,流输入输出 流 数据流 数据传输像流水，从一端流向 另一端有方向 C/C+ 字节流 无论流中何种数据 文本、图形、图像、音视频，按字节传输读写 程序数据内存中 的输入、输出 程序的输入：输入设备 内存程序操作的数据 程序的输出：内存 输出设备 三种输入输出流 标准IO： 键盘 程序 显示器 文件IO： 文件 程序 文件磁盘文件

2、 字符串IO：内存 程序 内存,STL 输入输出流,366,STL Standard Template Library 简介 C+ 的组成部分编程时不需安装额外插件 众多技术人员经验的结晶，不用重复开发 直接使用！提高开发效率和代码质量时空效率 内容庞杂数据结构与算法，其中包含 IO 流类 位于 std 命名空间内：using namespace std;,STL 输入输出流, C, Windows API 还有自己的 IO 系统,466,STL 类库 提供了三种 IO 流类 标准 IO 流类 istream, ostream, iostream i: input, o: output, st

3、ream: 流 文件 IO 流类 ifstream, ofstream, fstream f: file 文件 字符串 IO 流类 istringstream, ostringstream, stringstream,STL 输入输出流,566,输入输出流类族结构部分,666,流对象与流操作符系统预定义 流对象：cin 绑定键盘 和 cout 绑定显示器 操作符：重载位运算符 和 ，用户可重载见操作符重载,标准 IO 流,输出？为什么？, 跳过空白字符,不跳过空白字符 该怎么写程序？,流对象有成员函数,766,get 与 getline int get(void); / 无参数 功能：从流中读

4、一个字符（含空白字符） 返回：该字符的 ASCII 码 (int) istream 功能：从流中读 n-1个字符(含空白)，存入字符数组ch， 若遇 终止字符 c 提前结束。 区别：get 遇终止字符时，读位置停留在终止符前面， 下次从该位置继续读；getline 则跳过终止符。 返回：输入流对象*this 。流对象= 0 (假)：不能用,流对象cin成员函数,n=1时，后面2个参数可略,866,流对象cin成员函数,把上面改为 cin.get(ch,20)实验 观察并理解实验结果,理解终止符,理解 流中的读写位置,string 怎么办,966,int peek(void) 功能：观察当前读位

5、置处的字符 并不真正读取，读位置不移动 返回：该字符的 ASCII 码int,流对象cin成员函数,读位置 每读一个字符后移一位,1066,istream #else typedef int streamsize; #endif,ignore( int n ) 等价：ignore(n, EOF) ignore( void ) 等价：ignore(1, EOF),1266,流对象cin成员函数,修改上例,get 不跳过终止符,不注释此句，实验,1366,流出错与状态位(bits) 如：输入 int 数据。输入有其他字符 如何发现和处理这类错误？置流对象状态位 相关成员函数 bool eof(vo

6、id) 返回 true：到达流的末尾end of file bool fail(void) 返回 true：遇到无效输入如读取数字时遇到其他字符， 流对象还可以继续用 void clear(void) 清除流所有状态位(goodbit, failbit, eofbit, badbit) int sync(void) 清空流缓冲区,流对象cin成员函数,未能读取有效数据,1466,流对象cin成员函数,逐个检查输入字符,缺点：检测不到,此时，流处于错误状态 且流缓冲区有错误字符,1566,cout 流对象 cout：console output. 控制台即显示器 有很多成员函数 操作符 输入、输

7、出自定义类型结构体、类等 时：重载它 操作符重载 cout 输出单个字符的成员函数 ostream cout.width(8); cout 100,100,100 n; system(pause); return 0; ,流对象cout格式化输出,2066,流类的成员函数续 setf( fmtflags fmtfl ) 设置指定标志，保留其余标志 unsetf( fmtflags fmtfl ) 清除指定标志 fmtfl precision(int n) 设置精度非格式标志,流对象cout格式化输出,用 setf 需先 unsetf,2166,格式操作符更简便，但不全：设置格式标志,流对象co

8、ut格式化输出,格式操作符需要用在输出(cout)表达式中 成员函数不要用cout，否则输出其返回值,2266,流对象cout格式化输出,设置进制和大小写,浮点数的默认显示方式,默认显示,2366,流对象cout格式化输出,设置显示域宽度和对齐,默认精度：6位有效数字,设置精度(有效数字),2466,计算机文件File 文件 讲磁盘文件 用途：数据存储于文件中外存，也有内存文件 名字：操作系统以文件为单位管理磁盘数据按名存取 C/C+ 按数据的存储格式分类 两类：文本文件、二进制文件 按用途分类 扩展名 *.MP3, *.RAR, *.DOC , *.GIF , *. AVI, 都是二进制文件

9、，需要专用软件才能读写它们 设备文件 键盘、鼠标、显卡、打印机、端口等外设都被抽象为 文件设备文件，读写该文件就是读写该设备,文件流文件概述,2566,文件的读写 程序员关心的 设备相关 不同的存储介质如U盘、光盘、磁盘、固态硬盘等 、不同的操作系统、不同的设备键盘、鼠标、显卡等，文件的管理方式和数据存储格式都有不同，十分繁杂 如显示程序：与显卡类型和显示模式等都相关难度很大 设备无关 我们只需用开发软件如VC、操作系统API、设备驱动程序等 提供的类或函数对文件进行读写：大大简化了 C 文件读写：函数自学 C+ 文件读写：流类 更强大、更安全、更简易 Windows API：Applicat

10、ion Programming Interface 函数自学,文件流文件的读写概述,2666,文件流类 #include ofstream：输出类，写文件：内存程序 文件 ifstream： 输入类，读文件：内存程序 文件 fstream： IO类，读写文件均可 文件流对象 根据需要选择流类后，创建其对象 流对象与具体某个文件绑定关联后，读写该流对象， 就是读写该文件 cin : 系统定义的流对象，绑定键盘设备文件 cout : 系统定义的流对象，绑定屏幕设备文件,文件流流类与流对象,2766,读写文件的三步曲 打开文件 选择文件流类 创建流对象 与文件绑定 读写文件 写 (Output)：

11、内存变量 文件 读 (Input)： 内存变量 文件 关闭文件 读写文件完毕后，及时关闭文件 文件是一种资源，同时打开数有限 下面按此顺序，讲解各个步骤的具体操作,文件流读写文件的步骤,2866,打开文件 创建流对象时：打开文件初始化 ifstream in( test.dat, ios:in); / in 与 test.dat 绑定 流对象已经创建：用 open 成员函数打开 ofstream out1, out2 ; out1.open( d:test.dat) ; out2.open( .test.dat ) ; 文件名（含路径） 文件名包含路径(绝对路径相对路径缺省路径) 可用字符串变

12、量很有用 保存文件名，例如： char = d:test.dat; / string ? in.open(, ios:in);,文件流打开文件,选择文件流类 创建流对象 与文件绑定,文件打开模式后述,绝对路径 相对路径,当前项目文件夹,2966,以输入流为例，open 函数原型： void ifstream:open ( const char* , / 文件名 int openmode = ios_base:in / 打开模式 ); 参数 ：用 string ? string str; str = . ; ifstream in(str); / C+ 112011 ifstream in(st

13、r.c_str(); / C+ 981998 /或 in.open(str.c_str();,文件流打开文件,const string if( !in ) cout 打开文件失败 ; else cout 打开文件成功 ; 流对象成员函数 fail()=true：打开失败 流对象成员函数 is_open=false：打开失败 fstream in ; in.open( test.dat, ios:in ) if (in.fail() / if (!in.is_open() cout 打开文件失败 ; else cout 打开文件成功 ;,文件流打开文件,3366,文件用完后，应该及时关闭（同时打

14、开的文件数有限） 文件关闭的含义： 解除流对象与文件的绑定关联 解绑后，该流对象还可以与其他文件绑定不删除流对象 举例： ofstream out(demo.txt) ; / out 绑定 demo.txt . ; / 读写文件 . ; / 读写文件 out.close() ; / 用完及时关闭 out.open( test.dat , ios:out | ios:binary ); / out 再与 test.dat 文件关联,文件流关闭文件,3466,C/C+ 文件类型 二进制文件 字节流按字节读写文件 文件数据与内存数据的格式相同。short int16位 : 5678 内存存储： 存入

15、文件 2字节 每个字节不是一个字符 人不能阅读（乱码） 文本文件 字符流按字符读写文件 用某种编码ASCII, UNICODE, GB2312 把内存数据转换为字符后 存入文件。举例：short int : 5678 转换为字符序列 ASCII： 5 6 7 8 转换为字符序列 5678 4字符 写入文件 4字节,文件流准备读写文件,1字节 = 1字符,3566,查看文本文件和二进制文件 用磁盘文件编辑软件WinHex 打开查看： 文本文件 0 x35(5), 0 x36(6),0 x37(7), 0 x38(8) 0 x0D(CR, Carriage Return，回车：回当前行首) 0 x

16、0A( LF, Line Feed，换行) endl, n 二进制文件 存入 short int a=5678 十六进制：0 x162E,文件流准备读写文件,低高,3666,文本文件的读写转换：n 转换 0 x0d(1310)：回车到本行首，最初用于打印机 0 x0a(1010)：换行到下一行 用0 x0a就够了：换行到下一行行首 Windows保留0 x0d，其他操作系统不保留 节约一字节 写文件 0a 替换为 0d0a 写入文件 读文件 读文件 去掉 0d 存入内存内存中没有0 x0d 文本文件的优缺点 优点：便于人阅读 缺点：字符转换，时空耗费更大,文件流准备读写文件,3766,写入ou

17、tput ： 流提取符 与 cout 用法和效果完全一样 cout ：操作键盘、屏幕系统绑定 流对象：操作文件自己绑定 操作符 读文本文件的特点 有字符转换 你用文本文件的理由? 不转换：用成员函数 read 后述 读文件二进制 忽略空白字符 作为数据的分隔符 不忽略：用成员函数 get, getline 读文件,读写文本文件,字符转换,3866,读写文本文件,读入内存，观察 n 转换 想想：用还是get 读 ?,3966,读写文本文件,用输出到文件和屏幕 比较：二者结果的异同,4066,读写文本文件,一定要检查文件打开是否成功,方法2：一次性读取文件全部数据,一次性读取文件全部数据需要知道文

18、件大小，怎么知道？,将文件内容显示于屏幕 怎么读文件 test.txt ? 方法多种，下面方法1,4166,【任务要求】矩阵数据文件如图： 从中依序读取每个矩阵并屏显 【存储要求】 文件中存储的矩阵个数可变 矩阵的大小（行列数）可变 元素分隔符为逗号，其前后可有 多个空白字符 矩阵之间可有多个空行 元素还可为浮点数、负数 【编程要求】 自编一个矩阵类实现 按矩阵格式显示，且有行列数 显示一个矩阵后，屏显暂停,综合例：读文本文件,4266,综合例：读文本文件,new,delete,4366,综合例：读文本文件,私有函数,new,4466,综合例：读文本文件,读矩阵的行、列数 怎么跳过分隔符：逗号

19、,读一个矩阵的所有元素到内存 注意：行末尾没逗号,显示一个矩阵 按矩阵形式显示于屏幕,4566,读写二进制文件 任何文件均可用二进制模式打开读写 不要用 读写 字符转换不希望 可以读写模式打开： ios:in | ios:out 文本文件只能其一有效 打开模式必须：ios:binary 缺省为文本模式 fstream in(tem.x, ios:in | ios:out | ios:binary); 常用两个成员函数 buffer ：内存块首地址结构体、数组、基本类型等均可 char * ：按字节读写 无论什么类型数据 bytes ：读写字节数，sizeof() 获得,读写二进制文件,writ

20、e(char*)buffer, int bytes) ; read (char*)buffer, int bytes);,4666,读写二进制文件例：文件拷贝,方案,方案,4766,【例】磁盘文件查看器 将磁盘文件的数据原样读出（不作任何转换），按十六进制和十进制显示。,二进制模式读写文本文件,4866,二进制模式读写文本文件,4966,例：读写二进制文件结构体数组,用多个函数分别实现各自的功能 char name20 改为 string name ; ?,将结构体数组存入文件 从文件读取结构体数组 显示结构体数组的元素,string 的 size 动态变化 不要将其直接写入文件,5066,案

21、例：读写二进制文件结构体数组,一次写入整个数组,一次写入一个字节,一次写入一个元素,一次读入整个数组,5166,随机访问读写 文件 顺序访问文件：从头至尾读写文件 随机访问文件：从文件的任意位置处随机 开始读写 注意：文本文件存在字符转换 文件位置指示符文件指针 文件的当前读写位置 存在于流对象内部 文件读写过程： 每读写一个字节，文件指针前移一个字节 前移：文件头尾方向 移动,随机读写文件文件位置指示符,通过移动位置指示符 以实现任意位置读写,5266,成员函数 移动文件位置指示符到指定位置实现随机读写文件 ostream out : 输出流对象，L 表示long，大小写均可，可省略 移到文

22、件头： 移到文件尾： 获得文件位置 long int tellp(void) / 写文件用 long int tellg(void) / 读文件用 返回值： / long int：232 = 4GB 现在的读写位置 相对于文件头的偏移量字节数 返回值=0： 位于文件头,随机读写文件流成员函数,out.seekp(0,ios:beg),out.seekp(0,ios:end),5466,例：随机读写文本文件,前例的修改,原样显示文件内容,5566,例：随机读写二进制文件,随机读写二进制文件,5666,例：随机读写二进制文件,关键是找到第 No 条 记录在文件中的位置,与上例一样,5766,例：随机读写二