第七章输入输出流.docx
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第七章输入输出流
第7章输入输出流
7.1C++的输入和输出
7.1.1输入输出的含义
编译系统已经以运算符或函数的形式做好了对标准外设（键盘、屏幕、打印机、文件）的接口，使用时只需按照要求的格式调用即可。
cin>>x;cout<cin.get（ch）;
7.1.2C++的I/O对C的发展——类型安全和可扩展性
在C语言中，用printf和scanf进行输入输出，往往不能保证所输入输出
的数据是可靠的、安全的。
在C++的输入输出中，编译系统对数据类型进行严格
的检查，凡是类型不正确的数据都不可能通过编译。
因此C++的I/O操作是
类型安全的。
此外，用printf和scanf可以输出和输入标准类型的数据，但无法输出
用户自己声明的类型（如数组、结构体、类）的数据。
C++的I/O操作是可扩展
的，不仅可以用来输入输出标准类型的数据，也可以用于用户自定义类型的数据。
7.1.3C++的输入输出流（I/OStream）
1.iostream类库中有关的类
图7.1
图7.2
图7.3
C++语言的I/O系统向用户提供一个统一的接口，使得程序的设计尽量与所访问的具体设备无关，在用户与设备之间提供了一个抽象的界面:
输入输出流。
用标准流进行输入/输出时，系统自动地完成数据类型的转换。
对于输入流，要将输入的字符序列形式的数据变换成计算机内部形式的数据（二进制或ASCII）后，再赋给变量，变换后的格式由变量的类型确定。
对于输出流，将要输出的数据变换成字符串形式后，送到输出流（文件）中。
2.与iostream类库有关的头文件
iostream类库中不同的类的声明被放在不同的头文件中，头文件是程序
与类库的接口。
常用的头文件有：
iostream包含了对输入输出流进行操作所需的基本信息
fstream用于用户管理的文件的I/O操作
strstream用于字符串流I/O
stdiostream用于混合使用C和C++的I/O机制是时
iomanip在使用格式化I/O时应包含此头文件
3.在iostream头文件中定义的流对象
4.在iostream头文件中重载运算符
重载输出（插入）运算符的一般格式为：
友元函数
：
friendistream&operater<<（istream&,ClassName&）;
返回值类型函数名左操作数右操作数
返回值类型：
类istream的引用，cout中可以连续使用运算符“<<”。
cout<第一个参数：
是“<<”的左操作数cout类型,类istream的引用
第二个参数：
是“<<”的右操作数,即欲输入的对象的引用.
例1．
#include
classincount
{intc1,c2;
public:
incount（inta=0,intb=0）{c1=a;c2=b;}
friendostream&operator<<（ostream&,incount&）;//重载输出函数原型说明
};
ostream&operator<<（ostream&os,incount&cc）//重载输出函数定义
{os<<"c1="<voidmain（void）
{
incountx1,x2（33,88）;
cout<}
7.2标准输出流
7.2.1cout，cerr和clog流
1.cout流对象
cout是consoleoutput的缩写，意为在控制台（终端显示器）的输出。
cout
不是C++预定义的关键字，它是ostream流类的对象。
在iostream中定义。
2.cerr流对象
cerr流对象是标准出错流，cerr的作用是向标准出错设备（standanderror
device）输出有关出错信息。
cerr是consoleerror的缩写。
cout流通常是传送到显示器输出，但也可以被重定向输出到磁盘文件，而cerr
流中的信息只能在显示器输出。
当调试程序时，往往不希望程序运行时的出错信息
被送到其他文件，而要求在显示器上及时输出，这时应该用cerr。
cerr流中的信息
是用户根据需要指定的。
例2．一元二次方程求解程序
#include
#include
usingnamespacestd;
intmain（）
{floata,b,c,disc;
cout<<"pleaseinputa,b,c:
";
cin>>a>>b>>c;
if（a==0）
cerr<<"aisequaltozero,error!
"<else
if（（disc=b*b-4*a*c）<0）
cerr<<"disc=b*b-4*a*c<0"<else
{cout<<"x1="<<（-b+sqrt（disc））/（2*a）<cout<<"x2="<<（-b-sqrt（disc））/（2*a）<}
return0;
}
3.clog流对象
clog流对象也是标准出错流，它是consolelog的缩写。
它的作用和cerr相同，
都是在终端显示器上显示出错信息。
它们之间只有一个微小的差别：
cerr是不经过
缓冲区，直接向显示器上输出有关信息，而clog中的信息存放在缓冲区中，缓冲区
满后或遇endl时向显示器输出。
7.2.2格式输出
1.使用控制符控制输出格式
这些控制符是在头文件iomanip中定义的，因而程序中应当包含头文件iomanip。
例3．控制符控制输出格式
#include
#include
usingnamespacestd;
intmain（）
{inta;
cout<<"inputa:
";
cin>>a;
cout<<"dec:
"<cout<<"hex:
"<cout<<"oct:
"<char*pt="China";
cout<cout<doublepi=22.0/7.0;
cout<:
scientific）<cout<<"pi="<cout<<"pi="<cout<<"pi="<:
fixed）<return0;
}
2.用流对象的成员函数控制输出格式
流成员函数setf和控制符setiosflags括号中的参数表示格式状态，它是通过
格式标志来指定的。
格式标志在类ios中被定义为枚举值。
因此在引用这些格式标志
时要在前面加上类名ios和域运算符“:
:
”。
格式标志见下表：
例4．用流控制成员函数输出数据
#include
usingnamespacestd;
intmain（）
{inta=21;
cout.setf（ios:
:
showbase）;//设置输出时的基数符号
cout<<"dec:
"<cout.unsetf（ios:
:
dec）;//终止十进制的格式设置
cout.setf（ios:
:
hex）;//设置以十六进制输出的状态
cout<<"hex:
"<cout.unsetf（ios:
:
hex）;//终止十六进制的格式设置
cout.setf（ios:
:
oct）;//设置以八进制输出的状态
cout<<"oct:
"<cout.unsetf（ios:
:
oct）;//终止八进制的格式设置
char*pt="China";
cout.width（10）;//指定域宽为10
cout<cout.width（10）;
cout.fill（'*'）;//指定空白处以“*”填充
cout<doublepi=22.0/7.0;
cout.setf（ios:
:
scientific）;//指定用科学记数法输出
cout<<"pi=";
cout.width（14）;
cout<cout.unsetf（ios:
:
scientific）;//终止科学记数法状态
cout.setf（ios:
:
fixed）;//指定用定点形式输出
cout.width（12）;
cout.setf（ios:
:
showpos）;//在输出正数时显示“+”号
cout.setf（ios:
:
internal）;//数符出现在左侧
cout.precision（6）;//保留6位小数
cout<return0;
}
7.2.3用流成员函数put输出字符
例如：
cout.put（‘a’）或cout.put（65+32）
或cout.put（71）.put（79）.put（79）.put（68）.put（‘\n’）;将显示GOOD
例5．将字符串“BASIC”按相反的顺序输出
#include
usingnamespacestd;
intmain（）
{char*a="BASIC";
for（inti=4;i>=0;i--）
cout.put（*（a+i））;
cout.put（'\n'）;
return0;
}
输出结果：
CISAB
7.3标准输入流
标准输入流是从标准输入设备（键盘）流向程序的数据。
7.3.1cin流
当遇到无效字符或遇到文件结束符（Ctrl+D或Ctrl+Z）时，输入流cin就处于
出错状态，即无法正常提取数据，此时对cin流的所有提取操作都将终止。
当cin流处于出错状态，如果测试cin的值，可以发现它的值为false（假），即
cin为0值。
如果输入流在正常状态，cin的值为true（真），即cin为一个非0值。
例6．通过测试cin的真值，判断流对象是否处于正常状态
#include
usingnamespacestd;
intmain（）
{floatgrade;
cout<<"entergrade:
";
while（cin>>grade）
{if（grade>=85）cout<"<if（grade<60）cout<"<cout<<"entergrade:
";
}
cout<<"Theend."<return0;
}
7.3.2用于字符输入的流成员函数
1.用get函数读入一个字符
流成员函数get有3种形式：
无参数的，有一个参数的，有3个参数的。
（1）不带参数的get函数
例7．用get函数读入字符
#include
usingnamespacestd;
intmain（）
{charc;
cout<<"enterasentence:
"<while（（c=cin.get（））!
=EOF）
cout.put（c）;
return0;
}
（2）有一个参数的get函数
例8．用get函数读入字符
#include
usingnamespacestd;
intmain（）
{charc;
cout<<"enterasentence:
"<while（cin.get（c））//读取一个字符赋给字符变量c
{cout.put（c）;
}
cout<<"end"<return0;
}
（3）有3个参数的get函数
其调用形式为：
cin.get（字符数组，字符个数n，终止字符）
或cin.get（字符指针，字符个数n，终止字符）
其作用是从输入流中读取n-1个字符，赋给指定的字符数组（或字符指针指向的数组），
如果在读取n-1个字符之前遇到指定的终止字符，则提前结束读取。
如果读取成功则
函数返回非0值（真），如失败（遇文件结束符）则函数返回0值（假）。
例9．用get函数读入字符
#include
usingnamespacestd;
intmain（）
{charch[20];
cout<<"enterasentence:
"<cin.get（ch,10,'\n'）;
cout<return0;
}
2.用成员函数getline函数读入一行字符
getline函数的作用是从输入流中读取一行字符，其用法与但3个参数的get
函数类似。
即
cin.getline（字符数组（或字符指针），字符个数n，终止字符）
例10．用getline函数读入一行字符
#include
usingnamespacestd;
intmain（）
{charch[20];
cout<<"enterasentence:
"<cin>>ch;
cout<<"Thestringreadwithcinis:
"<cin.getline（ch,20,'/'）;
cout<<"Thesecondpartis:
"<cin.getline（ch,20）;
cout<<"Thethirdpartis:
"<return0;
}
7.3.3istream类的其他成员函数
1.eof函数
eof是endoffile的缩写，表示“文件结束”。
从输入流中读取数据，如果
到达文件末尾（遇文件结束符），eof函数值为非0值（真），否则为0值（假）。
例11．逐个读入一行字符，将其中的非空格字符输出
#include
usingnamespacestd;
intmain（）
{charc;
while（!
cin.eof（））
if（（c=cin.get（））!
=''）
cout.put（c）;
return0;
}
2.peek函数
peek是“观察”的意思，peek函数的作用是观测下一个字符。
其调用形式为
c=cin.peek（）
cin.peek（）函数的返回值是指针指向的当前字符，但它只是观测，指针人停留在
当前位置，并不后移。
如果要访问的字符是文件结束符，则函数值是EOF（-1）。
+
3.putback函数
其调用形式为cin.putback（ch）;
其作用是将前面用get或getline函数从输入流中读取的字符ch返回到输入流，
插入到当前指针位置，以供后面读取。
例11．peek函数和putback函数的用法
#include
usingnamespacestd;
intmain（）
{charc[20];
intch;
cout<<"pleaseenterasentence:
"<cin.getline（c,15,'/'）;
cout<<"Thefirstpartis:
"<ch=cin.peek（）;
cout<<"Thenextcharacter（ASCIIcode）is:
"<cin.putback（c[0]）;
cin.getline（c,15,'/'）;
cout<<"Thesecondpartis:
"<return0;
}
运行结果
pleaseenterasentence:
Iamaboy./amastudent./
Thefirstpartis:
Thenextcharacter（ASCIIcode）is:
32（下一个字符是空格）
Thesecondpartis:
Iamastudent
图7.4
4.ignore函数
其调用形式为cin.ignore（h，终止字符）;
其作用是跳过输入流中的n字符，或在遇到指定的终止字符时提前结束（此时跳过
包括终止字符在内的若干字符）。
如
ignore（5,’A’）//跳过输入流中5字符，遇’A’后就不再跳了
也可以不带参数或只带一个参数。
如
ignore（）（n默认值为1，终止字符默认为EOF）
相当于ignore（1,EOF）
例12．用ignore函数跳过输入流中的字符
先看不用ignore函数的情况:
#include
usingnamespacestd;
intmain（）
{charch[20];
cin.get（ch,20,'/'）;
cout<<"Thefirstpartis:
"<cin.get（ch,20,'/'）;
cout<<"Thesecondpartis:
"<return0;
}
运行结果
IlikeC++./IstudyC++./Iamhappy.
Thefirstpartis:
IlikeC++.
Thesecondpartis:
改为用ignore函数的情况:
#include
usingnamespacestd;
intmain（）
{charch[20];
cin.get（ch,20,'/'）;
cout<<"Thefirstpartis:
"<cin.ignore（）;//跳过输入流中1字符
cin.get（ch,20,'/'）;
cout<<"Thesecondpartis:
"<return0;
}
运行结果
IlikeC++./IstudyC++./Iamhappy.
Thefirstpartis:
IlikeC++.
Thesecondpartis:
IstudyC++.
7.4文件操作与文件流
7.4.1文件的概念
文件流
C++在头文件fstream.h中定义了C++的文件流类体系,当程序中使用文件时，要包含头文件fstream.h
。
ios
ifstream（输入流）
ofstream（输出流）
fstream
在“fstream.h”中说明
当使用文件时，在程序头有：
#include
其中定义了各种文件操作运算符及函数。
文件的操作
文本文件：
以ASCII表示的文件：
记事本，*.cpp等
文件
二进制文件：
用二进制形式表示的文件：
可执行程序*.EXE等
56：
ASCII表示为0011010100110110，占两字节
56：
二进制表示为111000，占六个二进制位
不同的文件操作的函数、格式不同
7.4.2文件流类与文件流对象
标准输入输出流类：
istream、ostream和iostream
用于文件操作的文件类：
1．ifstream类，它是从istream类派生的，用来支持从磁盘文件的输入。
2．ofstream类，它是从ostream类派生的，用来支持向磁盘文件的输出。
1．fstream类，它是从iostream类派生的，用来支持对磁盘文件的输入输出。
可以用下面的方法建立一个输出文件流对象：
ofstreamoutfile;
7.4.3文件的打开与关闭
1.打开磁盘文件
打开文件是指在文件读写之前做必要的准备工作，包括：
1．为文件流对象和指定的磁盘文件建立关联，以便使文件流流向指定的磁盘文件。
2．指定文件的工作方式，如，该文件是作为输入文件还是输出文件，是ASCII
文件还是二进制文件等。
以上工作可以通过两种不同的方法实现。
1．调用文件流的成员函数open。
如
ofstreamoutfile;//定义ofstream类（输出文件流类）对象outfile
outfile.open（“f1.dat”,ios:
:
out）;//使文件流与f1.dat（指定它为输出文件）文件建立关联
调用成员函数open的一般形式为
文件流流对象.open（磁盘文件名，输入输出方式）;
2．在定义文件流对象时指定参数
如ofstreamoutfile（“f1.dat”,ios:
:
out）;
输入输出方式是在ios类中定义的，它们是枚举常量，有多种选择。
见下表。
2.关闭磁盘文件
在对已打开的磁盘文件的读写操作完成后，应关闭该文件。
用成员函数close。
如outfile.close（）;//将输出文件流所关联的磁盘文件关闭
7.4.4对ASCII文件的操作
对ASCII文件的读写操作可以用以下两种方法：
1．用流插入运算符“<<”和流提取运算符“>>”输入输出标准类型的数据。
2．用put、get、getline等成员函数进行字符的输入输出。
例13．有一个整型数组，含10个元素，从键盘输入10个整数给数组，
将此数组送到磁盘文件中存放。
#include
#include
usingnamespacestd;
intmain（）
{inta[10];
ofstreamoutfile（"f1.dat"）;//定义文件流对象，打开磁盘文件“f1.dat”
if（!
outfile）//如果打开失败，outfile返回0值
{cerr<<"open
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