第十一章 流类库与输入 /输出湖南科技大学 莫尚丰
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本章主要内容
I/O流的概念
输出流
输入流
输入 /输出流
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3
I/O流的概念
当程序与外界环境进行信息交换时，存在着两个对象，一个是 程序中的对象,另一个是 文件对象 。
流是一种抽象，它负责在数据的 生产者 和数据的消费者 之间建立联系，并管理数据的流动。
程序建立一个 流对象,并指定这个流对象与某个文件对象建立连接，程序操作流对象，流对象通过文件系统对所连接的文件对象产生作用。
读操作在流数据抽象中被称为（从流中） 提取,
写操作被称为（向流中） 插入 。
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输出流
最重要的三个输出流是
– ostream
– ofstream
– ostringstream
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输出流对象
对于预先定义的输出流对象，不需要构造一个输出流,
– cout 标准输出
– cerr 标准错误输出，没有缓冲，发送给它的内容立即被输出。
– clog 类似于 cerr，但是有缓冲，缓冲区满时被输出。
输出流
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输出流对象
ofstream类支持磁盘文件输出
如果在构造函数中指定一个文件名，当构造这个文件时该文件是自动打开的
– ofstream myFile("filename",iosmode);
可以在调用默认构造函数之后使用 open成员函数打开文件
ofstream myFile; //声明一个静态输出文件流对象
myFile.open("filename",iosmode);
//打开文件，使流对象与文件建立联系
ofstream* pmyFile = new ofstream;
//建立一个动态的输出文件流对象
pmyFile->open("filename",iosmode);
//打开文件,使流对象与文件建立联系输出流
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插入运算符（ <<）
插入 (<<)运算符是所有 标准 C++数据类型预先设计的。
用于传送字节到一个输出流对象。
输出流
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控制输出格式
控制输出宽度
– 为了调整输出，可以通过在流中放入 setw操纵符或调用 width成员函数为每个项指定输出宽度。
例 11-1 使用 width控制输出宽度
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{ double values[] = {1.23,35.36,653.7,4358.24};
for(int i=0;i<4;i++)
{ cout.width(10);
cout << values[i] <<'\n';
}
}
输出流输出结果,
1.23
35.36
653.7
4358.24
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例：使用 *填充
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{ double values[]={1.23,35.36,653.7,4358.24};
for(int i=0; i<4; i++)
{ cout.width(10);
cout.fill('*');
cout<<values[i]<<'\n';
}
}
输出流输出结果：
******1.23
*****35.36
*****653.7
***4358.24
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例 11-2使用 setw指定宽度
#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;
int main()
{ double values[]={1.23,35.36,653.7,4358.24};
char *names[]={"Zoot","Jimmy","Al","Stan"};
for(int i=0;i<4;i++)
cout<<setw(6)<<names[i]
<<setw(10)<<values[i]
<<endl;
}
输出流输出结果：
Zoot 1.23
Jimmy 35.36
Al 653.7
Stan 4358.24
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例 11-3设置对齐方式
#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;
int main()
{ double values[]={1.23,35.36,653.7,4358.24};
char *names[]={"Zoot","Jimmy","Al","Stan"};
for(int i=0;i<4;i++)
cout<<setiosflags(ios::left)
<<setw(6)<<names[i]
<<resetiosflags(ios::left)
<<setw(10)<<values[i]
<<endl;
}
输出流输出结果,
Zoot 1.23
Jimmy 35.36
Al 653.7
Stan 4358.24
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例 11-4控制输出精度
#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;
int main()
{ double values[]={1.23,35.36,653.7,4358.24};
char *names[]={"Zoot","Jimmy","Al","Stan"};
cout<<setiosflags(ios::scientific);
for(int i=0;i<4;i++)
cout<<setiosflags(ios::left)
<<setw(6)<<names[i]
<<resetiosflags(ios::left)
<<setw(10)<<setprecision(1)
<< values[i]<<endl;
}
输出流输出结果：
Zoot 1.2e+000
Jimmy 3.5e+001
Al 6.5e+002
Stan 4.4e+003
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输出文件流成员函数
open函数把流与一个特定的磁盘文件关联起来。
需要指定打开模式。
put函数把一个字符写到输出流中。
write函数把内存中的一块内容写到一个输出文件流中
seekp和 tellp函数操作文件流的内部指针
close函数关闭与一个输出文件流关联的磁盘文件
错误处理函数在写到一个流时进行错误处理输出流
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例 11-5向文件输出
#include <fstream>
using namespace std;
struct Date
{ int mo,da,yr; };
int main()
{
Date dt = {6,10,92};
ofstream tfile("date.dat",ios::binary);
tfile.write((char *) &dt,sizeof dt);
tfile.close();
}
输出流
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二进制输出文件
默认输出模式是文本方式。在以文本模式输出时，
若遇到换行符（十进制 10）便自动被扩充为回车换行符（十进制 13和 10），可能出问题。
#include <fstream>
using namespace std;
int iarray[2]={99,10} ;
void main()
{
ofstream tfile("date.dat");
tfile.write((char *) iarray,sizeof (iarray));
tfile.close();
}
输出流 输出结果：
63 00 00 00 0D 0A 00 00 00
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二进制输出文件
使用 ofstream构造函数中的模式参量指定二进制输出模式输出流 #include <fstream>
using namespace std;
int iarray[2]={99,10};
void main()
{
ofstream tfile("date.dat",ios::binary);
tfile.write((char *) iarray,sizeof (iarray));
tfile.close();
}
输出结果：
63 00 00 00 0A 00 00 00
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输入流
重要的输入流类：
– istream类最适合用于顺序文本模式输入。
– ifstream类支持磁盘文件输入。
– istringstream
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输入流对象
如果在构造函数中指定一个文件名，
在构造该对象时该文件便自动打开。
ifstream myFile("filename",iosmode);
在调用默认构造函数之后使用 open函数来打开文件。
ifstream myFile;//建立一个文件流对象
myFile.open("filename",iosmode);
//打开文件 "filename"
输入流
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提取运算符（ >>）
提取运算符 (>>)对于所有标准 C++数据类型都是预先设计好的。
是从一个输入流对象获取字节最容易的方法。
ios类中的很多操纵符都可以应用于输入流。但是只有少数几个对输入流对象具有实际影响，其中最重要的是进制操纵符 dec,oct和 hex。
输入流
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输入流成员函数
open函数把该流与一个特定磁盘文件相关联。
get函数的功能与提取运算符（ >>）很相像，主要的不同点是 get函数在读入数据时包括空白字符。（第 6
章介绍过）
getline的功能是从输入流中读取多个字符，并且允许指定输入终止字符，读取完成后，从读取的内容中删除终止字符。（第 6章介绍过）
read成员函数从一个文件读字节到一个指定的内存区域，由长度参数确定要读的字节数。
如果给出长度参数，当遇到文件结束或者在文本模式文件中遇到文件结束标记字符时结束读取。
输入流
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输入流成员函数
seekg函数用来设置输入文件流中读取数据位置的指针。
tellg函数返回当前文件读指针的位置。
close函数关闭与一个输入文件流关联的磁盘文件。
输入流
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例 11-8 从文件读二进制记录
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <cstring>
using namespace std;
int main()
{ struct
{ double salary;
char name[23];
} employee1,employee2;
employee1,salary = 8000;
strcpy(employee1.name,"L Zheng");
ofstream outfile("payroll",ios_base::binary);
outfile.write((char *)& employee1,
sizeof(employee1));
outfile.close();
输入流
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例 11-8 从文件读二进制记录
ifstream is("payroll",ios::binary);
//以二进制模式打开文件
if (is)
{ is.read((char *)
&employee2,sizeof(employee2));
cout<<employee2.name<<'
'<<employee2.salary<<endl;
}
else
{ cout<<"ERROR,Cannot open file
'payroll'."<<endl;}
is.close();
}
输入流输出结果：
L Zheng 8000
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例 11-9 设置位置指针
#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
int main()
{ char ch;
ifstream tfile("payroll",ios::binary);
if(tfile)
{ tfile.seekg(8);
while(tfile.good())//EOF or failure stops the
reading
{ tfile.get(ch);
if (!ch) break; cout<<ch; }
}
else
{ cout<<"ERROR,Cannot open file 'payroll'."<<endl; }
tfile.close();
}
输入流输出结果：
L Zheng
因为 sizeof(double)=8
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例 11-10 读文件并显示其中空格的位置
#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
int main()
{ char ch;
ifstream tfile("payroll",ios::binary);
if(tfile)
{while(tfile.good())
{streampos here = tfile.tellg();
tfile.get(ch);
if(ch==' ')
cout<<"\nPosition "<< here<<" is a space";}
}
else
{ cout<<"ERROR,Cannot open file 'payroll'."<<endl;}
tfile.close();
}
输入流输出结果：
Position 9 is a space
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小结与复习建议
主要内容
– I/O流的概念、输出流、输入流、输入 /输出流。
达到的目标
– 理解 I/O流的概念，学会使用 I/O流类库实现文件输入 /输出及格式控制。
实验任务
– 实验十一
作业
– P388 11-3 11-5
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本章主要内容
I/O流的概念
输出流
输入流
输入 /输出流
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3
I/O流的概念
当程序与外界环境进行信息交换时，存在着两个对象，一个是 程序中的对象,另一个是 文件对象 。
流是一种抽象，它负责在数据的 生产者 和数据的消费者 之间建立联系，并管理数据的流动。
程序建立一个 流对象,并指定这个流对象与某个文件对象建立连接，程序操作流对象，流对象通过文件系统对所连接的文件对象产生作用。
读操作在流数据抽象中被称为（从流中） 提取,
写操作被称为（向流中） 插入 。
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输出流
最重要的三个输出流是
– ostream
– ofstream
– ostringstream
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输出流对象
对于预先定义的输出流对象，不需要构造一个输出流,
– cout 标准输出
– cerr 标准错误输出，没有缓冲，发送给它的内容立即被输出。
– clog 类似于 cerr，但是有缓冲，缓冲区满时被输出。
输出流
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输出流对象
ofstream类支持磁盘文件输出
如果在构造函数中指定一个文件名，当构造这个文件时该文件是自动打开的
– ofstream myFile("filename",iosmode);
可以在调用默认构造函数之后使用 open成员函数打开文件
ofstream myFile; //声明一个静态输出文件流对象
myFile.open("filename",iosmode);
//打开文件，使流对象与文件建立联系
ofstream* pmyFile = new ofstream;
//建立一个动态的输出文件流对象
pmyFile->open("filename",iosmode);
//打开文件,使流对象与文件建立联系输出流
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插入运算符（ <<）
插入 (<<)运算符是所有 标准 C++数据类型预先设计的。
用于传送字节到一个输出流对象。
输出流
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控制输出格式
控制输出宽度
– 为了调整输出，可以通过在流中放入 setw操纵符或调用 width成员函数为每个项指定输出宽度。
例 11-1 使用 width控制输出宽度
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{ double values[] = {1.23,35.36,653.7,4358.24};
for(int i=0;i<4;i++)
{ cout.width(10);
cout << values[i] <<'\n';
}
}
输出流输出结果,
1.23
35.36
653.7
4358.24
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例：使用 *填充
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{ double values[]={1.23,35.36,653.7,4358.24};
for(int i=0; i<4; i++)
{ cout.width(10);
cout.fill('*');
cout<<values[i]<<'\n';
}
}
输出流输出结果：
******1.23
*****35.36
*****653.7
***4358.24
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例 11-2使用 setw指定宽度
#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;
int main()
{ double values[]={1.23,35.36,653.7,4358.24};
char *names[]={"Zoot","Jimmy","Al","Stan"};
for(int i=0;i<4;i++)
cout<<setw(6)<<names[i]
<<setw(10)<<values[i]
<<endl;
}
输出流输出结果：
Zoot 1.23
Jimmy 35.36
Al 653.7
Stan 4358.24
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例 11-3设置对齐方式
#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;
int main()
{ double values[]={1.23,35.36,653.7,4358.24};
char *names[]={"Zoot","Jimmy","Al","Stan"};
for(int i=0;i<4;i++)
cout<<setiosflags(ios::left)
<<setw(6)<<names[i]
<<resetiosflags(ios::left)
<<setw(10)<<values[i]
<<endl;
}
输出流输出结果,
Zoot 1.23
Jimmy 35.36
Al 653.7
Stan 4358.24
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12
例 11-4控制输出精度
#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;
int main()
{ double values[]={1.23,35.36,653.7,4358.24};
char *names[]={"Zoot","Jimmy","Al","Stan"};
cout<<setiosflags(ios::scientific);
for(int i=0;i<4;i++)
cout<<setiosflags(ios::left)
<<setw(6)<<names[i]
<<resetiosflags(ios::left)
<<setw(10)<<setprecision(1)
<< values[i]<<endl;
}
输出流输出结果：
Zoot 1.2e+000
Jimmy 3.5e+001
Al 6.5e+002
Stan 4.4e+003
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输出文件流成员函数
open函数把流与一个特定的磁盘文件关联起来。
需要指定打开模式。
put函数把一个字符写到输出流中。
write函数把内存中的一块内容写到一个输出文件流中
seekp和 tellp函数操作文件流的内部指针
close函数关闭与一个输出文件流关联的磁盘文件
错误处理函数在写到一个流时进行错误处理输出流
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例 11-5向文件输出
#include <fstream>
using namespace std;
struct Date
{ int mo,da,yr; };
int main()
{
Date dt = {6,10,92};
ofstream tfile("date.dat",ios::binary);
tfile.write((char *) &dt,sizeof dt);
tfile.close();
}
输出流
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二进制输出文件
默认输出模式是文本方式。在以文本模式输出时，
若遇到换行符（十进制 10）便自动被扩充为回车换行符（十进制 13和 10），可能出问题。
#include <fstream>
using namespace std;
int iarray[2]={99,10} ;
void main()
{
ofstream tfile("date.dat");
tfile.write((char *) iarray,sizeof (iarray));
tfile.close();
}
输出流 输出结果：
63 00 00 00 0D 0A 00 00 00
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二进制输出文件
使用 ofstream构造函数中的模式参量指定二进制输出模式输出流 #include <fstream>
using namespace std;
int iarray[2]={99,10};
void main()
{
ofstream tfile("date.dat",ios::binary);
tfile.write((char *) iarray,sizeof (iarray));
tfile.close();
}
输出结果：
63 00 00 00 0A 00 00 00
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输入流
重要的输入流类：
– istream类最适合用于顺序文本模式输入。
– ifstream类支持磁盘文件输入。
– istringstream
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18
输入流对象
如果在构造函数中指定一个文件名，
在构造该对象时该文件便自动打开。
ifstream myFile("filename",iosmode);
在调用默认构造函数之后使用 open函数来打开文件。
ifstream myFile;//建立一个文件流对象
myFile.open("filename",iosmode);
//打开文件 "filename"
输入流
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19
提取运算符（ >>）
提取运算符 (>>)对于所有标准 C++数据类型都是预先设计好的。
是从一个输入流对象获取字节最容易的方法。
ios类中的很多操纵符都可以应用于输入流。但是只有少数几个对输入流对象具有实际影响，其中最重要的是进制操纵符 dec,oct和 hex。
输入流
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20
输入流成员函数
open函数把该流与一个特定磁盘文件相关联。
get函数的功能与提取运算符（ >>）很相像，主要的不同点是 get函数在读入数据时包括空白字符。（第 6
章介绍过）
getline的功能是从输入流中读取多个字符，并且允许指定输入终止字符，读取完成后，从读取的内容中删除终止字符。（第 6章介绍过）
read成员函数从一个文件读字节到一个指定的内存区域，由长度参数确定要读的字节数。
如果给出长度参数，当遇到文件结束或者在文本模式文件中遇到文件结束标记字符时结束读取。
输入流
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21
输入流成员函数
seekg函数用来设置输入文件流中读取数据位置的指针。
tellg函数返回当前文件读指针的位置。
close函数关闭与一个输入文件流关联的磁盘文件。
输入流
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22
例 11-8 从文件读二进制记录
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <cstring>
using namespace std;
int main()
{ struct
{ double salary;
char name[23];
} employee1,employee2;
employee1,salary = 8000;
strcpy(employee1.name,"L Zheng");
ofstream outfile("payroll",ios_base::binary);
outfile.write((char *)& employee1,
sizeof(employee1));
outfile.close();
输入流
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23
例 11-8 从文件读二进制记录
ifstream is("payroll",ios::binary);
//以二进制模式打开文件
if (is)
{ is.read((char *)
&employee2,sizeof(employee2));
cout<<employee2.name<<'
'<<employee2.salary<<endl;
}
else
{ cout<<"ERROR,Cannot open file
'payroll'."<<endl;}
is.close();
}
输入流输出结果：
L Zheng 8000
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例 11-9 设置位置指针
#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
int main()
{ char ch;
ifstream tfile("payroll",ios::binary);
if(tfile)
{ tfile.seekg(8);
while(tfile.good())//EOF or failure stops the
reading
{ tfile.get(ch);
if (!ch) break; cout<<ch; }
}
else
{ cout<<"ERROR,Cannot open file 'payroll'."<<endl; }
tfile.close();
}
输入流输出结果：
L Zheng
因为 sizeof(double)=8
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例 11-10 读文件并显示其中空格的位置
#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
int main()
{ char ch;
ifstream tfile("payroll",ios::binary);
if(tfile)
{while(tfile.good())
{streampos here = tfile.tellg();
tfile.get(ch);
if(ch==' ')
cout<<"\nPosition "<< here<<" is a space";}
}
else
{ cout<<"ERROR,Cannot open file 'payroll'."<<endl;}
tfile.close();
}
输入流输出结果：
Position 9 is a space
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小结与复习建议
主要内容
– I/O流的概念、输出流、输入流、输入 /输出流。
达到的目标
– 理解 I/O流的概念，学会使用 I/O流类库实现文件输入 /输出及格式控制。
实验任务
– 实验十一
作业
– P388 11-3 11-5
