C++(八):iostream读写操作

IO库

在前面已经用过了大部分的IO库设施:

  • istream类型
  • ostream类型
  • cin,一个istream对象
  • cout,一个ostream对象
  • cerr,一个ostream对象,用于输出程序错误消息
  • >>运算符,用于从istream对象读入数据
  • <<运算符,用于向ostream对象输出数据
  • getline函数,从一个给的的istream读取一行数据存入给定的string对象中。

8.1 IO类

到目前为止用到的IO类型和对象都是操纵char数据的。但是除此之外还有读写文件的类型及读写string对象的类型。

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8.1.1 IO对象无拷贝或赋值

不能够拷贝或对IO对象赋值,也不能将形参或返回类型设置为流类型。IO操作的函数通常以引用方式传递和返回流,读写一个IO对象会改变其状态,因此传递和返回的引用不能说const的。

8.1.2 条件状态

IO操作可能会引发错误,产生错误时IO的状态会发生改变,所以IO库有些函数和标志可以帮助我们访问和操纵流的条件状态。

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查询流的状态:IO库定义了一个与机器无关的iostate类型,提供了表达流状态的完整功能。

其中badbit表示系统级错误,如不可恢复的读写错误,一旦被置位流就无法再使用了。在发生可恢复错误后,failbit被置位,这个是可以修正的。如果到达文件结束位置,eofbit和failbit会被置位。goodbit为0,表示流未发生错误。

管理条件状态:流对象的rdstate成员返回一个iostate值,对应流的当前状态。setstate操作将给定条件值置位,表示发生了对应错误。clear函数不接受参数的版本复位所有错误标志,带参数的clear成员函数接受一个iostate值,可以复位单一的条件状态位。

8.1.3 管理输出缓冲

每个输出流都管理一个缓冲区,用于保存程序读写的程序。因为操作系统中存在缓冲机制,将程序中多个输出操作组合成单一的系统级写操作,这样可以避免频繁且零碎的设备写操作,提升系统性能。

导致缓冲刷新(系统写操作)的原因有很多:

  • 程序正常结束
  • 缓冲区满
  • 用操纵符endl来显示刷新缓冲区
  • 在每个输出操作之后,可以用操纵符unitbuf设置流的内部状态,来清空缓冲区。默认情况下,对cerr是设置unitbuf的,所以写道cerr的内容是立即刷新的。
  • 一个输出流可能被关联到另一个流。这时读写被关联的流时,关联到的流的缓冲区也会被刷新。

刷新输出缓冲区:用操纵符endl可以完成换行和缓冲区的刷新。IO库中还有两个类似的操纵符:flush和ends。flush刷新缓冲区,但不输出任何额外的字符;ends向缓冲区插入一个空字符,然后刷新缓冲区。

unitbuf操纵符:使用unitbuf操纵符可以让流在每次写操作后都进行一次flush操作。而nounitbuf操纵符则重置流,使其恢复使用正常的系统管理的缓冲区刷新机制。

cout<<unitbuf;
cout<<nounitbuf;

关联输入和输出流:当一个输入流被关联到一个输出流时,任何试图从输入流读数据的操作都会先刷新关联的输出流。

tie有两个重载的版本;一个版本不带参数,返回指向输出流的指针。如果本对象当前关联到一个输出流,则返回的就是指向这个流的指针,如果对象未关联到流,则返回空指针。tie的第二个版本接受一个指向ostream的指针,将自己关联到此ostream。

cin.tie(&cout);
ostream *old_tie=cin.tie(nullptr);
cin.tie(&cerr);
cin.tie(old_tie);

每个流最多可以关联一个流,但是多个流可以关联到同一个流。

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