• C++in/out输入输出流[IO流]

    文章目录

    1. C语言的输入与输出

    在这里插入图片描述

    C语言用到最频繁的输入输出方式就是scanf ()与printf()。
    scanf(): 从标准输入设备(键盘)读取数据，并将值存放在变量中。
    printf(): 将指定的文字/字符串输出到标准输出设备(屏幕)。

    注意宽度输出和精度输出控制

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    对输入输出缓冲区的理解

    1.可以屏蔽掉低级I/O的实现，低级I/O的实现依赖操作系统本身内核的实现，如果能够屏蔽这部分的差异，可以很容易写出可移植的程序。
    2.可以使用这部分的内容实现“行”读取的行为，计算机没有“行”这个概念，有了这部分，可以定义“行”的概念，解析缓冲区的内容，返回一个“行”。

    C/C++IO的区别与联系

    ostream/istream 支持自定义类型对象的流插入和流提取[重载]

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    int main()
{
	//cin和scanf输入时 默认用空格/换行分割
	int year = 0, month = 0, day = 0;
	cin >> year >> month >> day;
	//scanf("%d%d%d", &year, &month, &day);
	//scanf("%d %d %d", &year, &month, &day);  //也可以 没必要
	cout << year << month << day;

	//20231027
	scanf("%4d%2d%2d", &year, &month, &day);

	string str;
	cin >> str;
	year = stoi(str.substr(0, 4));
	month = stoi(str.substr(4, 2));
	day = stoi(str.substr(6, 2));

	cout << year << month << day;

	return 0;
}

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    2.C++的IO流

    2.1流的概念

    “流”即是流动的意思，物质从一处向另一处流动的过程，是对一种有序连续且具有方向性的数据（ 单位可以是bit,byte,packet）的抽象描述。

    C++流是指信息从外部输入设备（如键盘）向计算机内部（如内存）输入和从内存向外部输出设备（显示器）输出的过程。

    这种输入输出的过程被形象的比喻为“流”。特性：有序连续、具有方向性

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    2.2C++IO流

    在这里插入图片描述

    2.3刷题常见while(cin >> str)

    牛客/力扣常见: 多个测试样例

    int main()
{
	int year, month, day;

	string str;
	while (cin >> str)
	{
		year = stoi(str.substr(0, 4));
		month = stoi(str.substr(4, 2));
		day = stoi(str.substr(6, 2));

		cout << year << "年" << month << "月" << day << "日" << endl;
	}

	return 0;
}

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    为什么 cin >> str 能做为循环判断的条件?查阅文档如下

    在这里插入图片描述

    如果设置了故障位或坏位中的至少一个，则为空指针。其他一些值。
    C++11 如果至少设置了其中一个错误标志(ctrl + Z +“+” 或者 ctrl + C[进程终止])，则函数返回false，否则返回true。
    有些同学在这里看不懂operator bool是啥 建议看一下重载强制类型转换运算符

    重载强制类型转换运算符

    class A
{
public:
	/*不存在从"int" 转换到"A"的适当构造函数
	explicit A(int _a)
		:_a(_a)
	{
	
	}
	*/
	A(int _a)
		:_a(_a)
	{

	}

	//如果不重载int     报错: A类型无法转换成int
	operator int()
	{
		return _a;
	}

private:
	int _a;
};

int main()
{
	// 内置类型 转换成自定义类型
	// 隐式类型转换 
	// 用1构造A类型的临时对象 拷贝构造给aa1 
	// 优化后1直接去构造aa1
	A aa1 = 1;   //若类A的构造函数加explicit 则隐式类型转换无法发生
	
    //A& aa2 = 1; error
    const A& aa2 = 1;//ok
    A&& aa3 = 1;//ok
    
	// 自定义类型 转换成内置类型
	int i = aa1;   //若类A的operator int()加上explicit 则无法转换
	               //但是强制类型转换依然行得通 或者static_cast
	cout << i << endl;
	return 0;
}

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    模拟while(cin >> str)

    class Date
{
	friend ostream& operator << (ostream& out, const Date& d);
	friend istream& operator >> (istream& in, Date& d);
public:
	Date(int year = 2023, int month = 10, int day = 27)
		:_year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{
	
	}

	explicit operator bool() const
	{
		//现在还没有2024年
		if (_year == 2024)
			return false;
		else
			return true;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

istream& operator >> (istream& in, Date& d)
{
	in >> d._year >> d._month >> d._day;
	return in;
}

ostream& operator << (ostream& out, const Date& d)
{
	out << d._year << " " << d._month << " " << d._day;
	return out;
}

int main()
{
	//cout 自动识别类型  --  重载 流提取 运算符
	/*
	int b = 1;
	double j = 2.2;
	cout << b << endl;
	cout << j << endl;
	*/

	Date d(2023, 10, 27);
	cout << d << endl;

	//d是Date类型的 Date类重载了bool 
	// 此处while循环判断的值是布尔类型 
	// 所以此处while(d) 相当于 while( d.operaotor bool() )

	//while(cin >> str) ==> operator>>(cin, str)[istream类里重载了bool强制类型转换运算符]
	while (d)  
	{
		cin >> d;
		if(d)
			cout << "您输入的日期为: " << d << endl;
		else
			cout << "输入错误 循环终止!" << endl;
	}

	return 0;
}

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    2.4C++标准IO流

    C++标准库提供了4个全局流对象cin、cout、cerr、clog
    使用cout进行标准输出，即数据从内存流向控制台(显示器)。
    使用cin进行标准输入 ， 即数据通过键盘输入到程序中，
    cerr进行标准错误的输出
    clog进行日志的输出

    注意：

    1. cin为缓冲流。键盘输入的数据保存在缓冲区中，当要提取时，是从缓冲区中拿。如果一次输入过多，会留在那儿慢慢用，如果输入错了，必须在回车之前修改，如果回车键按下就无法挽回了。只有把输入缓冲区中的数据取完后，才要求输入新的数据。
    2. 输入的数据类型必须与要提取的数据类型一致，否则出错。出错只是在流的状态字state中对应位置位（置1），程序继续。
    3. 空格和回车都可以作为数据之间的分格符，所以多个数据可以在一行输入，也可以分行输入。但如果是字符型和字符串，则空格（ASCII码为32）无法用cin输入，字符串中也不能有空格。回车符也无法读入。
    4. cin和cout可以直接输入和输出内置类型数据，原因：标准库已经将所有内置类型的输入和输出全部重载了:
    5. 自定义类型如果要支持cin和cout的标准输入输出，需要对<<和>>进行重载。
    6. 连续输入时，vs系列编译器下在输入ctrl+Z时结束

    2.5C++文件IO流

    C++根据文件内容的数据格式分为二进制文件和文本文件。采用文件流对象操作文件的一般步骤：

    1. 定义一个文件流对象
      ifstream ifile(只输入用)
      ofstream ofile(只输出用)
      fstream iofile(既输入又输出用)
    2. 使用文件流对象的成员函数打开一个磁盘文件，使得文件流对象和磁盘文件之间建立联系
    3. 使用提取和插入运算符对文件进行读写操作[成员函数进行读写也可以 只不过较为麻烦]
    4. 关闭文件

    1.ifstream

    输出文件

    int main()
{
	ifstream ifs("test.cpp");
	char ch = ifs.get();
	while (ifs)
	{
		cout << ch;
		ch = ifs.get();
	}

	return 0;
}

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    读文件

    class Date
{
	friend ostream& operator << (ostream& out, const Date& d);
	friend istream& operator >> (istream& in, Date& d);
public:
	Date(int year = 2023, int month = 10, int day = 27)
		:_year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{

	}

private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

istream& operator >> (istream& in, Date& d)
{
	in >> d._year >> d._month >> d._day;
	return in;
}

ostream& operator << (ostream& out, const Date& d)
{
	out << d._year << " " << d._month << " " << d._day;
	return out;
}
int main()
{
	ifstream ifs("obj.txt");

	int i;
	string j;
	double k;
	Date d1;
	Date d2;
	Date d3;

	ifs >> i >> j >> k >> d1 >> d2 >> d3;
	cout << i << endl << j << endl << k << endl << d1 << endl << d2 << endl << d3 << endl;
	return 0;
}

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    2.ofstream

    class Date
{
	friend ostream& operator << (ostream& out, const Date& d);
	friend istream& operator >> (istream& in, Date& d);
public:
	Date(int year = 2023, int month = 10, int day = 27)
		:_year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{

	}
  operator bool()
  {
	if (_year == 0)
		return false;
	else
		return true;
  }

private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

istream& operator >> (istream& in, Date& d)
{
	in >> d._year >> d._month >> d._day;
	return in;
}

ostream& operator << (ostream& out, const Date& d)
{
	out << d._year << " " << d._month << " " << d._day;
	return out;
}


//ifstream
/*
int main()
{
	ifstream ifs("obj.txt");

	int i;
	string j;
	double k;
	Date d1;
	Date d2;
	Date d3;

	ifs >> i >> j >> k >> d1 >> d2 >> d3;
	cout << i << endl << j << endl << k << endl << d1 << endl << d2 << endl << d3 << endl;
	return 0;
}
*/


// 二进制读写：数字在内存以补码存储 则以补码写到磁盘文件 
// 优点：速度快 
// 缺点：内容不可视(乱码)

// 文本读写：对象-序列化->字符串写至文件 读出的也是字符串-反序列化->对象
// 优点：内容可视(字符串形式) 
// 缺点：存在转换过程 速度相比较慢

struct ServerInfo
{
	string _address;
	// 二进制读写VS下  
	//当字符串短 能读出来但报错 
	//当字符长无法读出来: vs的string短的存入缓存数组 长的存至堆 
	// 写文件时实际上是把指向堆空间的指针写至文件
	// 读文件时 无法访问到堆空间的数据

	//Linux下短的长的都读不到

	//文本读写利用c_str访问指针指向的空间

	//char _address[32];
	int _port;  

	Date _date;
};

//配置管理器
struct ConfigManager
{
public:
	//构造函数
	ConfigManager(const char* filename = "server.config")
		:_filename(filename)
	{

	}

/

	//二进制写cout
	void WriteBin(const ServerInfo& info)
	{
		ofstream ofs(_filename, ios_base::out | ios_base::binary);
		ofs.write((char*)&info, sizeof(info));
	}

	//二进制读
	void ReadBin(ServerInfo& info)
	{
		ifstream ifs(_filename, ios_base::in | ios_base::binary);
		ifs.read((char*)&info, sizeof(info));
	}

/
	
    //文本写
	void WriteText0(const ServerInfo& info)
	{
		ofstream ofs(_filename, ios_base::out);
		ofs.write(info._address.c_str(), info._address.size());
		ofs.put('\n');
		const string str = to_string(info._port);
		ofs.write(str.c_str(), str.size());
	}
	void WriteText(const ServerInfo& info)
	{
		ofstream ofs(_filename, ios_base::out);
		ofs << info._address << endl;
		ofs << info._port << endl;
		ofs << info._date << endl;
	}

	//文本读
	void ReadText0(ServerInfo& info)
	{
		ifstream ifs(_filename, ios_base::in);
		char buff[128];
		ifs.getline(buff, 128);
		info._address = buff;

		ifs.getline(buff, 128);
		info._port = stoi(buff);
	}
	void ReadText(ServerInfo& info)
	{
		ifstream ifs(_filename, ios_base::in);
		ifs >> info._address >> info._port >> info._date;
	}

private:
	string _filename; // 配置文件
};

//二进制读写
//int main()
//{
//	ServerInfo winfo = { "123CSDN阿猿", 123 };
//
//	// 二进制写
//	ConfigManager cm;
//	cm.WriteBin(winfo);
//
//	// 二进制读
//	ServerInfo rinfo;
//	cm.ReadBin(rinfo);
//
//	//输出
//	cout << rinfo._address << endl;
//	cout << rinfo._port << endl;
//
//	return 0;
//}

int main()
{
	
	ConfigManager cm;
	// 文本写
	ServerInfo winfo = { "547CSDN阿猿", 547, {2023, 10, 29 } };
	cm.WriteText(winfo);

	// 文本读
	ServerInfo rinfo;
	cm.ReadText(rinfo);

	cout << rinfo._address << endl;
	cout << rinfo._port << endl;
	cout << rinfo._date << endl;

	return 0;
}

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    3. stringstream的介绍及使用

    C语言int->char[]

    C语言将一个整形的数据转化为字符串格式

    1. itoa()函数
    2. sprintf()函数

    两个函数在转化时

    1. 都需要先给出保存结果的空间，空间给多大不好界定
    2. 转化格式不匹配时，可能还会得到错误的结果甚至程序崩溃
      在这里插入图片描述

    C++stringstream类对象

    使用stringstream，必须要包含头文件#include。
    在该头文件下，标准库三个类：istringstream、ostringstream 和 stringstream
    分别用来进行流的输入、输出和输入输出操作

    stringstream主要作用

    1. 将数值类型数据 格式化为 字符串
    #include
int main()
{
	int a = 12345678;
	stringstream ss;
	string str;
	
	ss << a;
	ss >> str;
	string sValue;
	sValue = ss.str();
	cout << sValue << endl;
	// clear()
	// 多次转换 必须使用clear将上次转换状态清空掉
	// stringstreams在转换结尾时(即最后一个转换后),会将其内部状态设置为badbit
	// 下一次转换必须调用clear()将状态重置为goodbit才可以转换
	// !!!clear()不会将stringstreams底层字符串清空掉!!!

	// ss.str("");
    // 将stringstream底层字符串清空
    // 否则多次转换时，会将结果全部累积在底层string对象中

	ss.str("");
	ss.clear();
	double d = 12.34;
	ss << d;
	ss >> str;
	sValue = ss.str();
	cout << sValue << endl;
	return 0;
}

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    1. 字符串拼接
    int main()
{
	stringstream ss;
	ss << "first" << " " << "string,";
	ss << " second string";
	cout << "strResult is: " << ss.str() << endl;
	ss.str("");
	ss << "third string";
	cout << "After clear, strResult is: " << ss.str() << endl;
	return 0;
}

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    1. 序列化和反序列化结构数据
    struct ChatInfo
{
	string _name; // 名字
	int _id;      // id
	Date _date;   // 时间
	string _msg;  // 聊天信息
};

int main()
{
	// 序列化
	ChatInfo winfo = { "WZD", 547993, { 2023, 10, 29 }, "假期一起旅行吧!" };
	//ostringstream oss;
	stringstream oss;
	//把数据序列化成字符串写至oss
	oss << winfo._name << endl;
	oss << winfo._id << endl;
	oss << winfo._date << endl;
	oss << winfo._msg << endl;

	string str = oss.str();
	cout << str << endl;

	// 网络传输str，另一端接收到了字符串串信息数据

	// 反序列化
	ChatInfo rInfo;
	//istringstream iss(str);
	stringstream iss(str);
	//将字符串传参给iss 将iss中的字符串反序列化成对象给成员属性
	iss >> rInfo._name;
	iss >> rInfo._id;
	iss >> rInfo._date;
	iss >> rInfo._msg;

	cout << "----------------------------------" << endl;
	cout << rInfo._date << endl;
	cout << rInfo._name << "[" << rInfo._id << "]:>" << rInfo._msg << endl;
	cout << "----------------------------------" << endl;

	return 0;
}

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