Stream概念(c++).ppt

1、第8章 I/O流,8.1 C+流的概念 8.2 C+的输入输出 8.3 文件流与文件操作 8.4 重载插入运算符和提取运算符 8.5 编程实例,8.1 C+流的概念,C+流是指信息在内存与外部设备之间传递(流动)的过程。 C+流程及以下概念： l 标准I/O流：内存与标准输入输出设备之间信息的传递； l 文件I/O流：内存与外部文件之间信息的传递； l 字符串I/O流：内存变量与表示字符串流的字符数组之间信息的传递。,每一种I/O流都分为输入、输出和既输入又输出三种流动方式。各流动方式的流动方向如下： l 输入：从外部向内存变量流动； l 输出：从内存变量向外部流动； l 既输入又输出：内存和

2、外部之间允许双向流动。 在C+流类库中定义有各种流类供用户直接使用，它们分别包含在不同的头文件中：,l iostream.h包含ios, istream, ostream, iostream等； l fstream.h包含ifstream, ofstream, fstream及iostream.h中的所有内容； l strstrea.h包含istrstream, ostrstream, strstream及iostream.h中的所有内容。 流类库员列表如表8.1所示。,表8.1 流类库成员列表,在iostream.h 头文件中定义有cin、cout和cerr等流类对象，分别表示标准输入设备键

3、盘、标准输出设备显示器和保存错误信息的设备显示器。标准设备见表8.2。,表8.2 标准设备数,8.2 C+的输入输出,输入/输出流可以从文件或设备中读出或写入数据，C运行库提供了两种输入/输出功能： (1) 把数据作为单字符流处理。可以处理简单的数据，也可以处理复杂的数据结构。 (2) 直接调用操作系统的底层功能实现输入/输出操作。 这两种输入/输出功能都含文件和标准的输入/输出功能。这里着重讨论流类的标准输入/输出、标准错误输出以及文件输入/输出。,8.2.1 标准输入输出 C+用istream_withassign类和ostream_withassign类来实现标准输入/输出功能。标准输入

4、与输出是指读键盘的数据和将数据输出到屏幕。 在iostream.h文件中用以下两条语句定义cin和cout两个标准对象： istream_withassign cin ; ostream_withassign cout ;,8.2.2 标准错误输出cerr 当程序测试并处理关键错误时，若不希望程序的错误信息从屏幕显示，而是重定向到其它地方，这时使用cerr流显示信息。 例8.1 在除法操作不能进行时显示一条错误信息。 #include void fn(int a,int b) ,if(b=0) cerr zero encountered. The message can not be redi

5、rected. ; else cout a /b endl ; void main() fn(20,2); fn(20,0); ,运行结果为： 10 zero encountered . The message can not be redirected . 说明：主函数第一次调用fn()函数时，没有碰到除0运算，于是得到文件的写内容10，第二次调用fn()函数时，碰到了除0运算，于是在屏幕上输出错误信息。写到cerr上的信息是不能被重定向的，因此它只能在屏幕上显示。,8.2.3 输入/输出格式控制 在程序中有时需要关心输入/输出的格式，C提供了两种格式控制函数：一种是ios类中定义的格式控制

6、成员函数；另一种是基于流对象的操纵函数。相比之下，使用操纵函数更为方便。 1. ios类中定义的格式控制标志 ios类中定义了一个数据成员和一个格式控制标志字long x_flags。x_flags的每一位的状态值用枚举符号常量定义，其具体含义如下：,enum skipws = 0 x0001 , /跳过输入空格 left = 0 x0002 , /按左对齐格式输出 right = 0 x0004 , /按右对齐格式输出 internal = 0 x0008 , /输出符号和基指示符后的填补 dec = 0 x0010 , /转换为十进制(In / Out) oct = 0 x0020 , /

7、转换为八进制(In / Out) hex = 0 x0040 , /转换为十六进制(In / Out) showbase = 0 x0080 , /输出显示基指示符,showpoint = 0 x0100 , /输出显示小数点 uppercase = 0 x0200 , /大写十六进制输出 showpos = 0 x0400 , /正整数显示前加上“” scientific = 0 x0800 , /输出用科学表示法表示的浮点数 fixed = 0 x1000 , /输出用固定小数点表示的浮点数 unitbuf = 0 x2000 , /在输出操作后刷新所有流 stdio = 0 x4000

8、/在输出操作后刷新stdout和stderr 这些标志可以由ios类的成员函数flags()、setf()和unsetf()访问，也可以用操纵函数操作。,2. 操纵函数和操纵符 操纵函数分为带参数和不带参数两种。不带参数的操纵函数又叫操纵符，定义在头文件iostream.h中，带参数的操纵函数定义在头文件iomanip.h中。Fostream.h中的操纵符如表8.3所示。Jomanip.h中的操纵函数如表8.4所示。,表8.3 iostream.h中的操纵符,表8.4 iomanip.h中的操纵函数,例8.2 操纵符(函数)的使用。 #include void main() int x=56;

9、 coutsetw(6)x; coutsetw(6)octx; coutsetw(6)hexxendl; cout.setf(ios:left); coutsetw(6)decx;,coutsetw(6)octx; coutsetw(6)hexxendl; cout.unsetf(ios:left); coutsetw(6)decx; coutsetw(6)octx; coutsetw(6)hexxendl; 运行结果为： 56 70 38 56 70 38 56 70 38,8.3 文件流与文件操作,8.3.1 标准库文件函数输入/输出 标准C+兼容C语言的文件输入输出功能，它们是以函数的形

10、式给出的。常用的文件输入/输出函数有fopen、fclose、fwrite和fread等。 标准的C库文件输入输出函数定义在stdio.h头文件中，并且定义了一个FILE型文件结构。,在每一个文件被打开时，都有一个FILE型文件指针与之关联，以便保存文件的相关信息，完成文件的读写操作。 对文件的操作一般分为3个步骤： l 使用文件打开函数打开文件，并与文件指针建立关系； l 利用文件指针和写文件、读文件函数对文件进行操作； l 使用文件关闭函数后再关闭文件。 1. 打开文件函数fopen 可使用fopen函数完成文件操作第一步，该函数定义为： FILE *fopen(const char *

11、filename,const char * mode);,其中，参数filename是文件名字符串，mode为文件打开的模式。使用fopen函数时应注意： (1) 返回值是返回打开文件的指针，如果文件不存在或者不能找到文件，则fopen调用返回空指针(NULL)，表示文件打开失败。,(2) 参数mode可取以下值： l “r”：以只读方式打开文件； l “w”：以写方式打开文件，如果文件已经存在，其内容将被破坏； l “r+”：用读和写的方式打开文件(文件必须已经存在，否则将导致异常)； l “w+”：用读和写的方式打开一空文件，如果该文件已经存在，其内容将被破坏； l “a+”：为了读文件和

12、附加新内容而打开文件； l “t”：以以文本方式打开文件； l “b”：以二进制方式打开文件。,2. 文件读写函数fread和fwrite 第二步操作就是要对文件进行读和写数据。一般常用fread函数和fwrite函数完成该步操作，它们的使用格式为： size_t fread(void * buffer,size_t size, size_t count,FILE * stream); size_t fwrite(const void * buffer, size_t size, size_t count, FILE * stream); 使用fread和fwrite函数时应注意以下几点： (

13、1) fread函数读文件后返回文件数据记录的数目。 (2) fwrite函数写文件后返回实际写入文件数据记录的数目。,(3) 参数buffer指向数据缓冲区。fread函数将读出的数据放在缓冲区中供程序使用；fwrite函数将待写入文件的数据放在缓冲区中以便写入文件。 (4) size为从文件中读出和写入文件的字节数。 (5) count为一次从文件读出数据的最大记录数和一次写入文件的最大记录数。 (6) stream为文件结构指针，在fread函数中为打开文件的指针；在fwrite函数中为把数据要写入文件的指针。,3. 关闭文件函数fclose 可以使用fclose完成第三步操作，该函数的

14、使用格式为： int fclose(FILE * stream); /关闭流文件 int _fcloseall(void); /关闭所有流文件 使用fclose函数时应注意以下几点： (1) fclose函数返回值为0时表示文件关闭成功，否则返回值为非0。 (2) fcloseall成功关闭所打开的文件时，函数返回值为关闭文件的总数。 (3) fclose函数的参数为指向FILE结构体的指针。,例8.3 建立一个名为FREAD.OUT的文件并写入25个字符，然后从该文件中读出这25个字符，输出到屏幕上。 #include void main() FILE * stream; char list

15、30; int i,numread,numwritten;,/按文本模式打开文件并写数据 if(stream = fopen(FREAD.OUT,W+T)!=NULL) for(i = 0;i 25;i+) listi = (char)( z- i); numwritten = fwrite(list ,sizeof(char),25,stream); printf(Write %d itemsn,numwritten); fclose(stream); else printf(problem opening the filen);,/读出25个字符 if(stream fopen(fread

16、.out,r+t)!=NULL); numread = fread(list,sizeof(char),25,stream); printf(Number of items read = %dn,numread); printf(Contents of buffer = %.25sn,list); fclose(stream); else printf(File could not be openedn); ,运行结果为： Write 25 items Number of items read = 25 Contents of buffer = zyxwvutsrqponmlkjihgfedc

17、b,8.3.2 文件输入/输出流 在C中，对文件的输入/输出操作提供了另一种操作方式，即流类库的文件操作，这些类是ofstream与ifstream文件输入/输出流类。对文件的操作也需要8.3.1节讲述的三个步骤。 1. 文件的输出 文件的输出由ofstream完成。ofstream由ostream类继承而来，并继承了它的操作，因此可以利用ofstream重载的操作符把数据写入文件流中。进行文件输出时首先要创建文件输出流ofstream类的一个对象。ofstream类的构造函数用于在不同情况下构造文件流。,ofstream类构造函数的定义如下： ofstream()； ofstream(con

18、st char * filename,int mode=ios:out,int prot=filebuf:openprot); 1) 文件的打开 第一个构造函数用于构造一个不带参数的流，如果需要可以再用它的open函数打开一个文件。open函数的定义如下： void open(const char * filename,int filemode = ios:out,int access = filebuf: openprot);,open函数需要三个参数：第一个参数为字符串，即打开文件的文件名；第二个参数为文件模式，缺省为ios:out，表示按输出方式打开，其它文件操作模式见表8.3；第三个参

19、数为文件的保护方式，有8种取值，其中，0表示普通文件，1表示只读文件，2表示隐含文件，4表示系统文件，以及它们的组合。例如，打开一个test1.dat文件可用如下语句： ofstream afile(); afile.open(test1.d 或 afile.open(test1.dat,ios:out|ios:binary);,表8.5 文件操作方式,第二个构造函数可以在创建文件时通过第一个参数直接指定文件名，第一、第三个参数同上述open函数参数。 可用如下语句打开一个test1.dat文件： ofstream afile(test1.dat); ofstream afile(test1,

20、ios:noreplace); ofstream afile(test1,ios:append); ofstream afile(test1,ios:out|ios:binary);,2) 文件的数据写入函数 ofstream类是从ostream类继承而来的，因而可以使用ostream类的写数据函数和操作符把数据写入文件。写数据函数的原型如下： /写入字符 inline ostream /将字符串str的内容写入到文件,ostream,3) 文件的关闭函数 ofstream类也是从fstreambase类继承的，因而可以使用fstreambase类的close()；来关闭文件。 2. 文件的输

21、入 文件的输入由类ifstream完成，它由iostream和fstreambase类继承而来，并继承了fatreambase类的操作符函数以及文件打开、从文件中读数据和关闭文件的函数。ifstream也提供了两构造函数： 第一个为： ifstream();,第二个为： ifstream(const char * filename,int mode = ios:in,int prot = filebuf:openprot); 1) 文件的打开 第一个构造函数用于构造一个不带参数的流，如果需要可以在用它的open函数打开一个文件。open函数的定义如下： void open(const char

22、 * filename,int filemode=ios:in,int access=filebuf:openprot); 第一个构造函数使用与第二个构造函数相同的文件名打开输入文件。,2) 文件的数据读出函数 可以使用istream类的读数据的函数和操作符从文件中读取数据，下面是读数据函数的原型。 /将文件数据读取到字符串内 inline istream,/将文件数据读取到字符内 istream,/将文件数据读取到字符串内 istream 3) 文件的关闭函数 ifstream类也是从fstreambase类继承的，可以使用fstreanmbase类的close()；来关闭文件。,3. 字符

23、文件操作举例 例8.4 将100以内的所有奇数存入字符文件a:wr1.dat中。 #include #include void main(void) ofstream f1(a:wr1.dat); /定义输出文件流，并打开相应文件 for(int i=1;i100;i+=2) f1i ; /向f1文件流输出i值 f1.close(); /关闭f1所对应的文件 ,例8.5 从字符文件a:wr1.dat中依次读出每个整数并按6个一行显示出来。 #include #include void main(void) ifstream f1(a:wr1.dat, ios:in | ios:nocreate

24、); int x,i=1;,while(f1x) if(i+%6) coutx ; else coutxendl; coutendl; f1.close(); ,运行结果为： 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97 99,例8.6 使用istream和ostream类的文件操作函数把文件file.in的内容拷贝到文件file.out中。 #include

25、 #include #include void main() char ch; ifstream fin(file.in); /创建一个输入流，并与输入文件file.in联系,ofstream fout(file.out); /创建一个输出流，并与输出文件file.out联系 if(!fin) cerrCant open file file.in; exit(-1); /如果源文件出错，显示出错信息并退出 ,if(!fout) cerrCant open file file.out; exit(-1); /如果目的文件出错，显示出错信息并退出 while(fout ,8.4 重载插入运算符和提

26、取运算符,使用传统的C语言中的printf和scanf等输入函数编写的程序，当输入输出的数据类型发生变化时，必须重写所有的输入输出代码。使用C+流类后，这个问题不复存在，C+可以利用流类对象cin和cout的成员函数重载任意类的输入/输出操作。,流的输入运算符“”又称提取运算符，流的输出运算符“。重载的操作符用于输入Date类的成员变量。由于重载的函数需要访问Date类的私有成员和保护成员，因此应该把这些重载的函数定义为Date类的友元。,例8.7 在用户定义的Date数据类中对流类运算符进行重载。 #include class Date int mo,da,int y; public: Date(int m,int d, int y)mo=m;da=d;yr=y; friend ostream,friend istream,return is; /返回流的引用 void main() int mo,da,yr; Date dt(7,1,1997); cout mo da yr ; Date otherdt(mo,da,yr); cout otherdt endl; ,从这个例子可以看出，只要定义好了某个类的输入/输出操作符重载，就能很容易地进行此类输入和输出操作，这正是C的一个重要的优点。重载的操作符