初识Cpp之 二、IO与文件

二、IO与文件

​ 事实上，C++能够使用诸如printf()、scanf()和其他所有标准C输入输出函数，只需要包含常规C语言的stdio.h头文件。cout、cin作为C++专属的输入输出工具，它们在C版本上做了许多改进。

（1）cout进行输出

​ 从概念上看，输出是一个流，cout对象表示这种流，其属性是在iostream文件中定义的。cout的对象属性包括一个插入运算符<<，它可以将右侧的信息插入到流中。

​ 初识重载运算符，如果熟悉C语言后才开始学习C++，可能注意到了，插入运算符<<看上去就像按位左移运算符<<，这是一个重载运算符的例子。
​ cout与老式的C语言的区别在于cout的聪明程度。C语言在打印时需要指定printf的格式控制，而cout的插入运算符<<能够根据其后的数据类型相应调整行为（无需指定格式控制方式），显得比较智能（和python的print类似），例如：

printf("Printing a string: %s\n", "25");
printf("Printing an integer: %d\n", 25);		//使用C的printf格式控制的方式
cout << "Printing a string: " << "25" << endl;
cout << "Printing an integer: " << 25 << endl;		//使用C++的cout方式
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cout输出可以进行拼接，如上所示。

​ cout的成员函数put，使用成员函数必须用句点.将对象和函数名称连接起来。

​ cout.put用于显示一个字符

（2）控制符endl

​ endl是一个特殊的C++符号，表示一个重要的概念：重起一行。在输出流中插入endl将导致屏幕光标移到下一行开头。诸如endl等对cout来说有特殊含义的特殊符号被称为控制符，和cout一样，endl也是在头文件iostream中定义的，且位于名称空间std中。

​ 使用endl可以用C语言中的换行符\n的概念来替代，不过对于习惯C++编程的人来说，使用endl更加方便。例如：

cout << "Hello World!" << endl;
cout << "Hello World\n";		//与使用换行符\n是等价的
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（3）cin进行输入

​ iostream文件将cin定义为一个接受输入流的对象。输出时，<<运算符将字符串插入到输出流中；输入时，cin使用>>运算符从输入流中抽取字符。通常，需要在运算符右侧提供一个变量来接受抽取的信息，与cout一样，cin也是一个智能对象，它可以将输入转化为接受信息的变量能够接受的形式。例如：

int a;
cin >> a;		//接受整型输入
string my_str;
cin >> my_str;	//接受字符串输入
bool flag;
cin >> flag;	//接受布尔输入
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​ cin是如何接受输入的：cin使用空白（空格、制表符和换行符）来确定字符串的结束位置。当cin读取字符串时，会在字符串的末尾自动添加\0空字符。

（4）面向行的输入getline和get

​ 在iostream的子类istream中提供了一些面向行的类成员函数：getline()和get()。这两个函数都读取一行输入，直到到达换行符\n。

​ 面向行的输入：getline()，getline()函数读取整行，它使用回车键输入的换行符来确定读取的结束。要调用这种方法，可以使用==cin.getline()==。该函数由两个参数，第一个参数的用于存储输入行的数组的名称，第二个参数是要读取的字符数（比实际读取少1字符，用于存储空字符）。例如：

cin.getline(name, 20);  		//最多存储19个字符长度的名字
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​ 面向行的输入：get()，get()与getline()的参数类似，唯一不同的是get()在读取的时候不会自动丢弃作为读取结束标志的换行符\n，而getline()会自动丢弃该换行符。注意：这里不丢球换行符是指让换行符保留在输入队列中。调用这种方法，可以使用==cin.get()==。例如：

cin.get(name, 20);			//输入队列中仍存在\n
cin.get(job, 20);			//这条语句马上结束，因为输入队列中保留了\n，是输入的结束标志。
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​ 处理这种方式的办法是使用cin.get()的变体，使用不带任何参数的cin.get()调用可以读取下一个字符并丢弃（即使是换行符），因此可以用它来处理换行符，为读取下一行做准备。例如：

cin.get(name, 20);
cin.get();
cin.get(job, 20);		//处理了换行符，这里成功读取
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​ 另一种使用get()的方式是将两个类成员函数拼接起来（合并），如下所示：

cin.get(name, 20).get();		//读取，同时处理换行符\n
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能够这样做的原因是cin.get(name, 20)返回了一个cin的对象，再对这个对象调用get()函数。

（5）文件处理

​ 程序在运行时产生的数据都属于临时数据，程序一旦运行结束都会被释放，Cpp中对文件操作需要包含头文件。文件的类型分为两种：

1、文本文件，文件以文本的ASCII码形式存储在计算机中；

2、二进制文件，文件以文本的二进制序列形式存储在计算机中，用户一般不能直接读懂他们

操作文件的三大类：

• ofstream：写操作；
• ifstream：读操作；
• fstream：读写操作。

1、使用文件输出

​ 使用文件输出的主要步骤如下：

1、包含头文件fstream，#include

2、创建一个ofstream对象，ofstream ofs;，在创建对象的同时也能写入关联信息，例如：ofstream ofs("sometext.txt", ios::out);

3、将该ofstream对象同一个文件关联起来，ofs.open("文件路径", 打开方式);

4、像使用cout一样使用该ofstream对象，任何可以用于cout的方法均可用于ofstream对象，ofs << "写入的数据";

5、关闭文件，ofs.close();

注意：文件的打开方式可以配合使用，利用==|==操作符

例如：用二进制的方式写文件：ios::binary|ios::out

步骤解析如下：首先是包含头文件

#include 				//导入头文件
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然后是创建一个ofstream对象，使用对象的open()方法将对象和文件关联起来

ofstream outFile;						//创建文件对象
outFile.open("somefile.txt");			//将对象与文件相互关联
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也支持在创建对象的同时就可以写入对象的关联信息

ofstream outFile("somefile.txt", ios::binary|ios::out);
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接着可以使用文件对象

outFile << "Hello World!" << endl;			//在文件中写入Hello World!
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使用完毕后需要使用close()方法关闭文件

outFile.close();			//关闭文件对象
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2、使用文件输入

​ 使用文件输入的主要步骤如下：

1、包含头文件fstream，#include

2、创建一个ifstream对象，ifstream ifs;

3、将该ifstream对象同一个文件关联起来，ifs.open("文件路径", 打开方式);，然后判断是否打开成功，ifs.is_open()如果打开成功则返回true，如果打开失败则返回false。

4、可以使用四种方式读取数据，像使用cin一样使用该ifstream对象，任何可以用于cin的方法均可用于ifstream对象。

5、关闭文件，ifs.close();

​ 检查文件是否成功打开，可以使用文件对象的is_open()方法，如果成功打开，那么is_open()返回true；如果没有成功打开，那么is_open()返回false。

读文件的示例：

#include 
#include 
#include 
using namespace std;
void test01()
{
	ifstream ifs;
	ifs.open("text.txt", ios::in);
	//第一种方式
	//char buf[1024] = { 0 };
	//while (ifs >> buf)
	//{
	//	cout << buf << endl;
	//}
	//第二种方式
	//char buf[1024] = { 0 };
	//while (ifs.getline(buf, sizeof(buf)))
	//{
	//	cout << buf << endl;
	//}
	//第三种方式(推荐)
	string buf;
	while (getline(ifs, buf))
	{
		cout << buf << endl;
	}
	//第四种方式(不推荐)
	//char ch;
	//while ((ch = ifs.get()) != EOF)
	//{
	//	cout << ch;
	//}
}
int main(void)
{
	test01();
	return 0;
}
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3、二进制的方式进行读写操作

​ 为什么需要二进制读写？因为当我们需要写入一些非文本的内容的时候，二进制的方式便于我们进行操作。

​ 二进制的方式写文件主要利用流对象成员函数write，函数原型是：ostream& write(const char* buffer, int len);，参数解释：字符指针buffer指向内存种一段存储空间，len是读写的字节数。示例：

//二进制写
#include 
#include 
using namespace std;
class Person
{
public:
	char m_Name[20];
	int m_Age;
	Person(const char* name, int age)
	{
		strcpy(m_Name, name);
		m_Age = age;
	}
};
void test01()
{
	Person p("Alice", 18);
	ofstream ofs("Person.txt", ios::binary | ios::out);
	ofs.write((const char*)&p, sizeof(Person));	//需要将指针转化为write函数所需要的const char*类型
	ofs.close();
}
int main(void)
{
	test01();
	return 0;
}
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​ 二进制方式读文件主要利用流对象成员函数read，函数原型：istream& read(char* buffer, int len);，参数解释：字符指针buffer指向内存中一段存储空间，len是读写的字节数。示例：

//二进制读
#include 	
#include 
#include 
using namespace std;
class Person
{
public:
	char m_Name[20];
	int m_Age;
	Person() {}	//默认构造函数
	Person(const char* name, int age)
	{
		strcpy(m_Name, name);
		m_Age = age;
	}
};
void test01()
{
	Person* p = new Person;
	ifstream ifs("Person.txt", ios::binary | ios::in);
	if (!ifs.is_open())
	{
		cout << "打开文件失败" << endl;
	}
	ifs.read((char*)p, sizeof(Person));
	cout << p->m_Name << endl;
	cout << p->m_Age << endl;
	ifs.close();
	delete p;
	p = NULL;
}
int main(void)
{
	test01();
	return 0;
}
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