当前位置：首页 > news >正文

C++ | 深入理解C++的IO流：从控制台输出流到文件输出流的应用

news 来源：原创 2024/9/19 16:14:27

13--C++的IO流

在C++编程中，IO（输入/输出）流是处理数据流的基本方式，它允许我们以一种非常直观和高效的方式与外部世界进行交互。本文将带你深入了解C++的IO流，从基础的输入输出操作到高级的文件操作和stringstream的应用。

1、流的概念

“流”是一个形象的比喻，描述了数据从一个地方流向另一个地方的过程。在C++中，流的概念被用来描述数据从外部输入设备（如键盘）流向内存，或者从内存流向外部输出设备（如显示器）的过程。C++的流具有有序连续和方向性的特点。

2、C语言的输入输出基础——fprintf、fscanf

在C语言中，我们通常使用scanf()和printf()函数来进行输入输出操作。scanf()从标准输入设备（通常是键盘）读取数据并存储到变量中，而printf()则将数据输出到标准输出设备（通常是屏幕）。这些操作都依赖于缓冲区，它不仅简化了低级I/O的实现，还允许我们以“行”为单位进行数据处理。

笔记：在C语言中，最常用的接口是fprintf和scanf，只需要在printf和scanf的基础上，第一个参数设置为文件指针即可使用，方便快捷！

fprintf

fprintf 函数用于向指定的文件流中写入格式化的数据。它的原型如下：

int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);

stream 是指向 FILE 结构的指针，表示要写入数据的文件流。
format 是一个格式字符串，定义了数据的格式和类型。
后面的省略号（...）表示函数可以接受多个参数，这些参数将按照 format 字符串中的格式进行格式化。

fprintf 通常用于将数据输出到文件，但它也可以用于标准输出（stdout），这时 stream 可以是 stdout 宏。

fscanf

fscanf 函数用于从指定的文件流中读取格式化的数据。它的原型如下：

int fscanf(FILE *stream, const char *format, ...);

stream 是指向 FILE 结构的指针，表示要从中读取数据的文件流。
format 是一个格式字符串，定义了期望读取的数据格式和类型。
后面的省略号（...）表示函数可以接受多个参数的地址，这些参数将按照 format 字符串中的格式填充读取到的数据。

fscanf 通常用于从文件中读取数据，但它也可以用于标准输入（stdin），这时 stream 可以是 stdin 宏。

3、C++的IO流——cin/clog/cerr

C++提供了一个丰富的IO类库，其中ios是基类，其他类都是从ios派生而来。C++标准库中定义了四个全局流对象：cin、cout、cerr和clog。cin用于标准输入，cout用于标准输出，cerr用于错误输出，而clog用于日志输出。这些流的使用需要包含相应的头文件并使用std命名空间。

注意：如果没有自己修改底层，cin、clog、cerr是一样的

4、标准IO流的使用

使用cin和cout时，需要注意以下几点：

cin是一个缓冲流，输入的数据保存在缓冲区中，直到需要时才取出。
输入的数据类型必须与提取的数据类型一致，否则会导致错误。
空格和回车可以作为数据分格符，但字符型和字符串输入时需要注意。
对于自定义类型，要支持cin和cout的输入输出，需要重载<<和>>运算符。这样，自定义类型就可以像内置类型一样直接使用IO流。

5、文件IO流

C++中的文件IO流允许我们以文本或二进制形式读写文件。操作文件的一般步骤包括定义文件流对象、打开文件、进行读写操作以及关闭文件。

#include<iostream>
#include<fstream>
#include<cstring>
using namespace std;
class Terminal2File
{
private:string _fileName;
public:Terminal2File(const string& fileName):_fileName(fileName){}void binWrite(void* file, size_t fileSize){ofstream ofs("bin_" + _fileName, ios_base::out | ios_base::binary);ofs.write(static_cast<const char*>(file), fileSize);}void txtWrite(void* file, size_t fileSize){ofstream ofs("txt_"+_fileName); // 默认就是文本输出ofs.write(static_cast<const char*>(file), fileSize);}void binRead(const string& fileName,void* file, size_t fileSize){ifstream ifs(fileName, ios_base::in | ios_base::binary);ifs.read((char*)file, fileSize);}void txtRead(const string& fileName, void* file, size_t fileSize){ifstream ifs(fileName);ifs.read((char*)file, fileSize);}
};int main()
{const char* name = "2024/8/09";Terminal2File run{ "file1" };run.binWrite(static_cast<void*>(const_cast<char*>(name)), strlen(name));run.txtWrite(static_cast<void*>(const_cast<char*>(name)), strlen(name));// 这里涉及到c++的四种类型转换 不明白的可以参考这篇博客~~（链接在代码块下方）char* p = new char [1000];memset(p, 0, 1000);run.binRead("bin_file1", p, strlen(name));cout << p << endl;run.txtRead("hahaha", p, 110);cout << p << endl;return 0;
}

关于C++中static_cast、const_cast等类型转换：C++ | 深入剖析C++中的类型转换-CSDN博客