概述

C++ 的輸入 (input stream) 和輸出 (output stream)是由若干字節(jié)組成的字節(jié)序列, 使得數(shù)據(jù)按順序從一個(gè)對(duì)象傳送到另一對(duì)象. 流 (stream) 表示量信息從源到目的端的流動(dòng).

C++ 的輸入輸出包括:

標(biāo)準(zhǔn) I/O: 對(duì)系統(tǒng)指定的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的輸入

文件 I/O: 對(duì)磁盤文件的輸入和輸出

串 I/O: 對(duì)內(nèi)存中指定的空間進(jìn)行的輸入和輸出

I/O 類庫

I/O stream 類庫:

頭文件是程序與類庫的接口, iostream 類庫的接口分別由不同的文件來實(shí)現(xiàn).

常用的頭文件:

iostream: 包含對(duì) I/O 進(jìn)行操作的基本信息

fstream: 用于用戶管理的文件的 I/O 操作

strstream: 用于字符串流的 I/O 操作

stdiostream: 用于混合使用 C 和 C++ 的 I/O 機(jī)制

iomanip: 使用格式化 I/O 時(shí)的操作

I/O 中的重載

在之前的文章中我們使用<<和>>來實(shí)現(xiàn)控制臺(tái)的輸出和輸入.

<<和>>被重載來用于標(biāo)準(zhǔn)類型數(shù)據(jù)的輸出和輸入:

• <<和>>本來是 C++ 中的左位移運(yùn)算符和右位移運(yùn)算符
• 在 iostream 頭文件中<<和>>被重載了
• 在使用<<和>>的時(shí)候, 我們必須#include <iostream>

在 input stream 和 output stream 類中對(duì)位移運(yùn)算符<<和>>進(jìn)行重載的成員函數(shù), 包括:

• ostream operator << (int );
• ostream operator << (float );
• ostream operator << (char );
• ostream operator << (char *);

注: 想將<<和>>用于自己聲明的類型數(shù)據(jù)必須對(duì)<<和>>進(jìn)行重載.

流對(duì)象

I/O stream 頭文件還定義了 4 種流對(duì)象:

• cin: 從標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備輸入到內(nèi)存的數(shù)據(jù)流對(duì)象, 稱- 為 cin 流或標(biāo)準(zhǔn)輸入流
• cout: 從內(nèi)存輸出到控制臺(tái)的數(shù)據(jù)流對(duì)象, 稱為 cout 流或標(biāo)準(zhǔn)輸出流
• cerr 和 clog: 向控制臺(tái)輸出錯(cuò)誤信息

例如:

當(dāng)我們從鍵盤輸入 “World”, cin 會(huì)把字符串存入內(nèi)存, 當(dāng)我們調(diào)用 cout, 內(nèi)存中的 “World” 就被輸出到控制臺(tái)上.

標(biāo)準(zhǔn)輸入流

標(biāo)準(zhǔn)輸出流, 是流向標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備的數(shù)據(jù). ostream 類定義了 3 個(gè)輸出流對(duì)象: cout, cerr, clog.

cin 流對(duì)象

cin 是 istream 類的對(duì)象, 從標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備獲取數(shù)據(jù). 程序中的變量通過流提取符>>從 cin 流中提取數(shù)據(jù):

流提取符>>從流中提取數(shù)據(jù)時(shí), 通常跳過流中的空格, tab 鍵, 換行符等空白字符

只有在輸入完數(shù)據(jù)再按回車鍵后, 該行數(shù)據(jù)才被送入鍵盤緩沖區(qū), 形成輸入流. 提取運(yùn)算符>>才能從中提取數(shù)據(jù)

程序?qū)逆I盤緩沖區(qū)中連續(xù)的獲得數(shù)據(jù)

當(dāng)遇到無效字符或文件結(jié)束符^Z時(shí), cin 無法正常提取數(shù)據(jù), 處于出錯(cuò)狀態(tài), 返回 0 值 (false)

案例

輸入個(gè)數(shù)不確定的成績(jī):

#include <iostream>
#include <valarray>
using namespace std;

int main() {
    // 定義變量
    double grade;
    cout << "enter your grade:\n";
    while (cin >> grade){
        if(grade >= 85){
            cout << grade << " Good!" << endl;
        }
        if(grade < 60){
            cout << grade << " fail" << endl;
        }
        cout << "enter your grade:\n";
    }
    cout << "The end." << endl;

    return 0;
}

輸出結(jié)果:

enter your grade:
90
90 Good!
enter your grade:
12
12 fail
enter your grade:
^Z
The end.

get 函數(shù)

不帶參數(shù)的 get 函數(shù):

cin.get()

• 從輸入流中提取一個(gè)字符, 返回讀入的字符
• 遇到輸入流中的文件結(jié)束符, 則返回 EOF (End Of File)

有一個(gè)參數(shù)的 get 函數(shù):

cin.get(c)

• 從輸入流中讀取一個(gè)字符, 賦值給字符變量 c
• 讀取成功返回真, 失敗或遇到文件結(jié)束符返回 0 (false)

有 3 個(gè)參數(shù)的 get 函數(shù):

cin.get(字符數(shù)組或指針, n, 終止字符)

• 從輸入流中讀取 n-1 個(gè)字符, 賦值給指定的字符數(shù)組
• 若在讀取 n-1 個(gè)字符之前遇到指定的終止字符, 則提前結(jié)束讀取
• 讀取成功函數(shù)返回真, 失敗返回 0 (false)

getline 函數(shù)

getline 函數(shù)的作用是從輸入流中讀取一行字符. 例如:

istream &getline(char *buffer, streamsize num );
istream &getline(char *buffer, streamsize num, char delim );

getline 函數(shù)用于輸入流, 讀取字符到 buffer 中, 直到:

• num-1 個(gè)字符已經(jīng)讀入
• 碰到一個(gè)換行標(biāo)志
• 碰到一個(gè) EOF
• 讀到字符 delim

注: getline 函數(shù)遇到空白字符不結(jié)束.

eof 函數(shù)

eof (End Of File) 表示文件結(jié)束. 從輸入流讀取數(shù)據(jù)如果達(dá)到文件末尾或遇到文件結(jié)束符時(shí), eof 函數(shù)的值為非零值 (true), 否則為 0 (false)

cout 流對(duì)象

cout 是 console input 的縮寫, 意為在控制臺(tái)的輸出:

• cout 不是 C++ 預(yù)定義的關(guān)鍵字, 它是 ostream 流類的對(duì)象, 在 iostream 中定義
• “cout <<” 輸出基本類型的數(shù)據(jù)時(shí), 可以不必考慮數(shù)據(jù)是什么類型,系統(tǒng)會(huì)判斷數(shù)據(jù)的類型, 并根據(jù)其類型選擇調(diào)用與之匹配的運(yùn)算符重載函數(shù)
• cout 流在內(nèi)存中對(duì)應(yīng)開辟了一個(gè)緩沖區(qū), 用來存放流中的數(shù)據(jù), 當(dāng)向 cout 流插入一個(gè) endl 時(shí), 立即輸出流中所有數(shù)據(jù), 然后插入一個(gè)換行符, 并刷新流 (清空緩沖區(qū))
• cout.flush(); 輸出流中所有數(shù)據(jù), 刷新緩沖區(qū)

cerr 流對(duì)象

cerr 流對(duì)象是標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤流, 被指定為與顯示器關(guān)聯(lián). cerr 的作用是想標(biāo)準(zhǔn)組錯(cuò)誤設(shè)備 (standard error device) 輸出有關(guān)出錯(cuò)信息.

cerr 和 cout 的區(qū)別:

• cout 流通常是傳送到顯示器輸出, 但也可以被重新定向輸出到磁盤文件
• cerr 流中的信息只能在顯示器輸出

cerr 的用途:

• 當(dāng)調(diào)試程序時(shí), 往往不希望程序運(yùn)行時(shí)的出錯(cuò)信息被送到其他文件, 而要求在顯示器上及時(shí)輸出, 這是應(yīng)該用 cerr
• cerr 流中的信息是用戶根據(jù)需要指定的
  

案例 (解一元二次方程):

#include <iostream>
#include <valarray>
using namespace std;

int main() {
    double a, b, c, delta;
    cout << "please input a, b, c:\n";
    cin >> a >> b >> c;

    if (a==0){
        cerr << "a is equal to zero, error!" << endl;
    }else if((delta = b*b - 4*a*c) < 0){
        cerr << "delta < 0, error" << endl;
    }else{
        cout << "x1=" << (-b + sqrt(delta)) / (2*a) << endl;
        cout << "x1=" << (-b - sqrt(delta)) / (2*a) << endl;
    }
    
    return 0;
}

輸出結(jié)果:

clog 流對(duì)象

colg 流對(duì)象也是標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤流, 它是 console log 的縮寫. clog 的作用和 cerr 相同, 都是在終端顯示器上顯示出錯(cuò)誤信息.

clog 和 cerr 的區(qū)別:

• cerr 是不經(jīng)過緩沖區(qū), 直接向顯示器上輸出有關(guān)信息
• clog 中的信息存放在緩沖區(qū), 緩沖區(qū)滿后或遇到 endl 時(shí)向顯示器輸出

到此這篇關(guān)于C/C++中I/O進(jìn)階詳解及其作用介紹的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++ I/O進(jìn)階內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！