1、面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計第七章第七章I/O流及輸入輸出流及輸入輸出面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計本章要求 理解流的概念 掌握C+的控制臺I/O 掌握C+的文件I/O面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計 輸入輸入/輸出（簡稱輸出（簡稱I/O）是程序的一個重）是程序的一個重要組成部分，程序運(yùn)行所需要的數(shù)據(jù)往往要從要組成部分，程序運(yùn)行所需要的數(shù)據(jù)往往要從外設(shè)（如鍵盤、文件等）得到，程序的運(yùn)行結(jié)外設(shè)（如鍵盤、文件等）得到，程序的運(yùn)行結(jié)果通常也要輸出到外設(shè)（如顯示器、打印機(jī)、果通常也要輸出到外設(shè)（如顯示器、打印機(jī)、文件等）中去。文件等）中去。 在在C+中，輸入中，輸入/輸出不是語言所定義的輸出不是語言所定義的成分，而是由具體的實現(xiàn)（編譯程序）作

2、為標(biāo)成分，而是由具體的實現(xiàn)（編譯程序）作為標(biāo)準(zhǔn)庫的功能來實現(xiàn)的。準(zhǔn)庫的功能來實現(xiàn)的。輸入輸入/輸出輸出面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計在在C+中，輸入中，輸入/輸出操作是一種基于字節(jié)輸出操作是一種基于字節(jié)流的操作。流的操作。流：字節(jié)序列的抽象概念。流：字節(jié)序列的抽象概念。流提供了一種用統(tǒng)一的方法從各種流提供了一種用統(tǒng)一的方法從各種I/O設(shè)備設(shè)備中讀取和向其中寫入字節(jié)序列的方法。中讀取和向其中寫入字節(jié)序列的方法。文件是數(shù)據(jù)的靜態(tài)存儲形式。文件是數(shù)據(jù)的靜態(tài)存儲形式。流是指數(shù)據(jù)傳輸時的形態(tài)。流是指數(shù)據(jù)傳輸時的形態(tài)。流流面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計流流面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計流流 在程序中，“流”具體體現(xiàn)為一個對象，負(fù)責(zé)在數(shù)據(jù)生產(chǎn)者和數(shù)

3、據(jù)消費者之間建立聯(lián)系，控制數(shù)據(jù)的流動。例如cin、cout就是兩個流對象面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計由于由于C+支持過程式和面向?qū)ο髢煞N程序設(shè)計支持過程式和面向?qū)ο髢煞N程序設(shè)計范型，因此，在范型，因此，在C+中，輸入中，輸入/輸出操作也可以輸出操作也可以以這兩種方式來進(jìn)行，以這兩種方式來進(jìn)行，C+標(biāo)準(zhǔn)庫也以兩種方標(biāo)準(zhǔn)庫也以兩種方式提供了輸入式提供了輸入/輸出功能。輸出功能。在在C+中，以過程式的方式進(jìn)行輸入中，以過程式的方式進(jìn)行輸入/輸出是通輸出是通過從過從C語言保留下來的函數(shù)庫中的輸入語言保留下來的函數(shù)庫中的輸入/輸出函輸出函數(shù)來實現(xiàn)的，用這些函數(shù)可以實現(xiàn)對基本類型數(shù)數(shù)來實現(xiàn)的，用這些函數(shù)可以實現(xiàn)對基本

4、類型數(shù)據(jù)的據(jù)的I/O操作。操作。以面向?qū)ο蠓绞竭M(jìn)行輸入以面向?qū)ο蠓绞竭M(jìn)行輸入/輸出則是通過輸出則是通過C+的的I/O類庫來實現(xiàn)的。類庫來實現(xiàn)的。I/O類庫提供的輸入類庫提供的輸入/輸出輸出操作是由一些操作是由一些I/O類來實現(xiàn)的。類來實現(xiàn)的。C+的輸入的輸入/輸出輸出面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計C+的流類庫的流類庫-類模板類模板面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計iosistreamostreamifstreamistrstreamofstreamostrstreamiostreamfstreamstrstreamC+的流類庫的流類庫面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計流類庫的頭文件 ：包括istream、ostream、iostream以及c

5、in、cout、ceer和clog對象的定義，同時提供非格式化和格式化的I/O服務(wù)。針對標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的I/O操作，須包含之。 ：包括istringstream、ostringstream、stringstream的定義，要使用字符串流對象進(jìn)行針對內(nèi)存字符串空間的I/O操作，須包含此文件。10面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計流類庫的頭文件 ：包括ifstream、ofstream、fstream的定義，要使用文件流對象進(jìn)行針對磁盤文件的I/O操作，須包含此文件。 ：包括setw、fixed等等操縱符的定義，利用操縱符進(jìn)行格式化I/O操作，須包含之。11面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計istream類提供了類提供了（提取）（提取）,

6、用它可以進(jìn)行用它可以進(jìn)行基本類型數(shù)據(jù)的輸入操作。基本類型數(shù)據(jù)的輸入操作。ostream類提供了類提供了,進(jìn)行重載，使得通過進(jìn)行重載，使得通過I/O類的對象可以對用戶自定義的數(shù)據(jù)（如對類的對象可以對用戶自定義的數(shù)據(jù)（如對象等）進(jìn)行輸入象等）進(jìn)行輸入/輸出操作。輸出操作。C+的流類庫的流類庫面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計第七章 I/O流及輸入輸出 控制臺I/O 文件I/O面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計第七章 I/O流及輸入輸出控制臺控制臺I/O 文件I/O面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計7.1 控制臺I/O控制臺控制臺I/O指從計算機(jī)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備輸入指從計算機(jī)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備輸入程序所需要的數(shù)據(jù)以及把程序的計算結(jié)果輸出到計程序所需要

7、的數(shù)據(jù)以及把程序的計算結(jié)果輸出到計算機(jī)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備。算機(jī)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備。面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計預(yù)定義的控制臺對象預(yù)定義的控制臺對象 在在I/O類庫中預(yù)定義了四個類庫中預(yù)定義了四個I/O對象：對象：cin,cout,cerr,clog，利用這些對象可以直接進(jìn)，利用這些對象可以直接進(jìn)行控制臺的輸入行控制臺的輸入/輸出。輸出。 cin屬于屬于istream類的對象，它對應(yīng)計算機(jī)的標(biāo)類的對象，它對應(yīng)計算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備，用來處理標(biāo)準(zhǔn)輸入，即鍵盤輸入。準(zhǔn)輸入設(shè)備，用來處理標(biāo)準(zhǔn)輸入，即鍵盤輸入。 cout,cerr以及以及clog屬于屬于ostream類的對象，類的對象，cout對應(yīng)計算機(jī)的用于輸出程

8、序正常運(yùn)行結(jié)果對應(yīng)計算機(jī)的用于輸出程序正常運(yùn)行結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備，而的標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備，而cerr和和clog則對應(yīng)計算機(jī)則對應(yīng)計算機(jī)的用于輸出程序錯誤信息的設(shè)備，用來處理標(biāo)的用于輸出程序錯誤信息的設(shè)備，用來處理標(biāo)準(zhǔn)出錯信息，通常它們都對應(yīng)顯示器。準(zhǔn)出錯信息，通常它們都對應(yīng)顯示器。cerr不對不對輸出信息進(jìn)行緩沖。輸出信息進(jìn)行緩沖。面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計內(nèi)存緩沖區(qū) 有效地提高了CPU的使用率 有機(jī)會回滾部分寫入的數(shù)據(jù)應(yīng)用程序內(nèi)存緩沖區(qū)I/O設(shè)備面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計屏幕輸出使用預(yù)定義的插入符使用預(yù)定義的插入符使用成員函數(shù)使用成員函數(shù)ostream& ostream:put(char ch)：輸出一個字

9、符ostream& ostream:write(const char *p,int count)：輸出p所指向內(nèi)存空間中count個字節(jié)。cout.put(m);char c=a;cout.put(c);cout.write(“hello”,strlen(“hello”);面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計例：向標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備輸出字符串#include using namespace std;int main()char *word = hello world!;double pi = 3.1415926;int dayOfYear = 365;coutvalue of word is:wordendl;co

10、utPI = piendl;coutdays of year: dayOfYearendl;cout.put(B).put(C).put(n);return 0;19面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計運(yùn)行結(jié)果：運(yùn)行結(jié)果：value of word is: hello world!PI = 3.14159days of year: 365BC例（續(xù)）面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計屏幕輸出 為了對輸出格式進(jìn)行進(jìn)一步的控制，可以通過輸出一些操縱符（manipulator）來實現(xiàn)。（書p281）面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計鍵盤輸入使用預(yù)定義的提取符使用預(yù)定義的提取符在輸入時，各個數(shù)據(jù)之間用空白符分開，一般在輸入時，各個數(shù)據(jù)之間用空白符分開，一般

11、常用空格符、也可用常用空格符、也可用tab鍵（水平制表符）或鍵（水平制表符）或換行符。因此，從鍵盤輸入字符時，空白符只換行符。因此，從鍵盤輸入字符時，空白符只用于輸入字符的分隔符，而本身不作為從輸入用于輸入字符的分隔符，而本身不作為從輸入流中提取的字符。流中提取的字符。提取符可以從輸入流中讀取一個字符序列，即提取符可以從輸入流中讀取一個字符序列，即一個字符串。在處理這種字符序列時，字符串一個字符串。在處理這種字符序列時，字符串被認(rèn)為是一個以空白符結(jié)束的字符序列。在從被認(rèn)為是一個以空白符結(jié)束的字符序列。在從輸入流中，每讀入一個字符串，系統(tǒng)自動加上輸入流中，每讀入一個字符串，系統(tǒng)自動加上0字符。字

12、符。面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計使用成員函數(shù)使用成員函數(shù)istream:get(char &ch)：輸入一個字符該函數(shù)不忽略空白字符，即將輸入流的空白字該函數(shù)不忽略空白字符，即將輸入流的空白字符也作為一個字符。符也作為一個字符。get()函數(shù)從指定流輸入一個字符并將這個值函數(shù)從指定流輸入一個字符并將這個值作為函數(shù)調(diào)用的返回值返回，在遇到文件尾時作為函數(shù)調(diào)用的返回值返回，在遇到文件尾時返回返回EOF。在在Windows系統(tǒng)中，系統(tǒng)中，EOF=+z鍵盤輸入面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計例：輸入字符串#include using namespace std;int main()int character;coutbe

13、fore input, cin.eof()cin.eof()endl;coutplease input a sentence:endl;while(character = cin.get() != EOF) cout.put(character);coutEOF in this system is:characterendl;coutafter input of EOF, cin.eof() = cin.eof()endl;return 0;24面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計運(yùn)行結(jié)果：運(yùn)行結(jié)果：before input, cin.eof() = 0please input a sectence:I am a

14、 good C+ programmerI am a good C+ programmerZEOF in this system is: -1After input of EOF, cin.eof() = 1例（續(xù)）25面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計I/O流的狀態(tài) C+ I/O流的狀態(tài)用ios_base中一組狀態(tài)標(biāo)志位來表示，同時定義了一組判斷、操縱這些標(biāo)志位的成員函數(shù)，常用的有bool good()const：剛進(jìn)行的操作成功時返回true，否則返回false；bool fail()const：與good()相反，剛進(jìn)行的操作失敗時返回true，否則返回false；26面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計I/O流的狀態(tài) C+

15、I/O流的狀態(tài)用ios_base中一組狀態(tài)標(biāo)志位來表示，同時定義了一組判斷、操縱這些標(biāo)志位的成員函數(shù)，常用的有bool bad()const：如果進(jìn)行了非法操作返回true，否則返回false；bad()為true時fail()必為true；bool eof()const：進(jìn)行輸入操作時，若到達(dá)流尾返回true，否則返回false，通常只用于輸入流；eof()為true時fail()必為true；void clear()：將流置為正常狀態(tài)，使得good()返回true。27面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計使用成員函數(shù)使用成員函數(shù)istream:get(char &ch)：輸入一個字符該函數(shù)不忽略空白字

16、符，即將輸入流的空白字該函數(shù)不忽略空白字符，即將輸入流的空白字符也作為一個字符。符也作為一個字符。istream:getline(char *p,int count,char delim=n)：輸入一個字符串直到輸入count-1個字符或遇到delim指定的字符為止，并自動加上一個0.istream:read(char *p,int count)：讀入count個字符至p所指向的內(nèi)存空間。鍵盤輸入面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計鍵盤輸入 從輸入流提取時，可以使用操縱符。常用的操縱符有dec，oct和hex，skipws（忽略空白，默認(rèn)）， noskipws （不忽略空白）面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計30格式標(biāo)志對應(yīng)的二進(jìn)

17、制位對應(yīng)二進(jìn)制位為1時的含義ios_base:skipws 0 x0001輸入時跳過空白字符ios_base:unitbuf 0 x0002每次輸出操作后立即寫緩存ios_base:uppercase 0 x0004數(shù)制標(biāo)志中的字母為大寫ios_base:showbase 0 x0008顯示數(shù)制標(biāo)志ios_base:showpoint 0 x0010即使小數(shù)部分為0也顯示小數(shù)點ios_base:showpos 0 x00200或正數(shù)前顯示+號 ios_base:left 0 x0040左對齊ios_base:right 0 x0080右對齊面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計31ios_base:internal

18、 0 x0100內(nèi)部對齊，即符號在最左端，數(shù)值數(shù)據(jù)右對齊 ios_base:dec 0 x0200整數(shù)按十進(jìn)制輸入/輸出ios_base:oct 0 x0400整數(shù)按八進(jìn)制輸入/輸出ios_base:hex 0 x0800整數(shù)按十六進(jìn)制輸入/輸出 ios_base:scientific 0 x1000按科學(xué)表示法（指數(shù)格式）顯示浮點數(shù)ios_base:fixed 0 x2000按定點格式顯示浮點數(shù)面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計32ios_base:boolalpha 0 x4000把邏輯值輸出為true和false（否則輸出為1和0）ios_base:adjustfield 0 x0對齊方式域：0 x0=l

19、eft|right|internalios_base:basefield 0 x0e00數(shù)制方式域：0 x0e00=dec|oct|hexios_base:floatfield 0 x3000浮點方式域：0 x3000=scientific| fixed面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計例：輸入/輸出的數(shù)制控制示例#include#includeusing namespace std; int main()int i,j;cinhexij;coutitj;coutendloctitshowbasejendl;return 0;33面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計運(yùn)行結(jié)果：運(yùn)行結(jié)果：0 x3f FA63 25077 0372例（

20、續(xù)）34面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計格式控制操縱符（續(xù)） 輸入/輸出寬度的控制有關(guān)的操縱符是：setw(n)功能：設(shè)置輸入/輸出寬度，其中n為表示寬度的整數(shù)；35面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計格式控制操縱符（續(xù)） 輸出精度的控制精度是針對浮點數(shù)設(shè)置的，精度設(shè)置對于輸入流無效。對于輸出流，初始精度值為6，可以通過設(shè)置改為任意精度；將精度設(shè)置0意味著回到初始精度6。有關(guān)操縱符是：setprecision(n)功能：設(shè)置浮點數(shù)的精度，其中n為精度的整數(shù)；36面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計的重載為了能用為了能用和和對自定義類的對象進(jìn)行輸入輸出對自定義類的對象進(jìn)行輸入輸出操作，就需要對自定義的類重載操作，就需要對自定義的類重載。class A

21、int x,y; public: friend ostream& operator (ostream & out,const A &a)面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計ostream& operator (ostream & out,const A &a) outa.x,a.y; return out;A a,b;coutabendl;的重載面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計第七章 I/O流及輸入輸出 控制臺I/O文件文件I/O面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計7.2文件I/O面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計程序運(yùn)行結(jié)果有時需要永久保存起來，以供其它程程序運(yùn)行結(jié)果有時需要永久保存起來，以供其它程序或本程序下一次運(yùn)

22、行時使用。程序運(yùn)行所需要的序或本程序下一次運(yùn)行時使用。程序運(yùn)行所需要的數(shù)據(jù)也常常要從其他程序或本程序上一次運(yùn)行所保數(shù)據(jù)也常常要從其他程序或本程序上一次運(yùn)行所保存的數(shù)據(jù)中獲得。用于永久性保存數(shù)據(jù)的設(shè)備稱為存的數(shù)據(jù)中獲得。用于永久性保存數(shù)據(jù)的設(shè)備稱為外部存儲器，如磁盤、光盤等。外部存儲器，如磁盤、光盤等。在外部存儲器中保存數(shù)據(jù)的方式通常有兩種：文件在外部存儲器中保存數(shù)據(jù)的方式通常有兩種：文件和數(shù)據(jù)庫。和數(shù)據(jù)庫。文件I/O面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計文件面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計文本文件和二進(jìn)制文件 文件就是一片內(nèi)存中的數(shù)據(jù)在硬盤上的另一種存放形式，也就是二進(jìn)制數(shù)據(jù)，即每個文件都是二進(jìn)制的。 如果一個文件中的每個字節(jié)的內(nèi)

23、容都可以表示成字符的數(shù)據(jù)，我們就稱這個文件為文本文件。 除了文本文件之外的文件稱為二進(jìn)制文件。面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計文件打開面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計fstream iofile(文件名，打開方式);ofstream outfile;out(文件名，打開方式);fstream iofile;io(文件名，打開方式);ifstream infile;in(文件名，打開方式);ofstream outfile(文件名，打開方式);ifstream infile(文件名，打開方式);面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計文件打開 可以通過構(gòu)造函數(shù)或open函數(shù)的第二個參數(shù)，指定文件的打開模式。打開模式被定義為一組枚舉常量：46打開模式打

24、開模式含義含義ios_base:app為添加數(shù)據(jù)而打開（總是在尾為添加數(shù)據(jù)而打開（總是在尾部寫）部寫） ios_base:binary作為二進(jìn)制文件打開作為二進(jìn)制文件打開 ios_base:in為輸入而打開為輸入而打開ios_base:out為輸出而打開為輸出而打開 ios_base:trunc若文件存在，截為空文件若文件存在，截為空文件ios_base:ate打開時定位于文件尾打開時定位于文件尾面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計o當(dāng)我們按照文本方式往文件中寫入數(shù)據(jù)時，一旦遇到換行字符(ASCII為10)，則會轉(zhuǎn)換為回車換行(ASCII為13、10)。在讀取文件時，一旦遇到回車換行的組合(即連續(xù)的ASCII 1

25、3、10)，則會轉(zhuǎn)換為換行字符(ASCII為10)。o當(dāng)我們按照二進(jìn)制方式往文件中寫入數(shù)據(jù)，則將數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存儲形式原樣輸出到文件中。文本方式和二進(jìn)制方式面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計b1b3b2b4 位置位置指針文件打開面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計由于種種原因，打開文件操作可能失敗。因此，打開文件時應(yīng)判斷打開是否成功，只有文件打開成功后才能對文件進(jìn)行操作。判斷文件打開是否成功可采用以下方式： if(!outfile) 或(out()或!out()文件打開面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計文件打開成功后可以使用插入符文件打開成功后可以使用插入符和成員函數(shù)和成員函數(shù)get,geline,read來進(jìn)行文件讀操作。來進(jìn)行文件讀操作。 文件讀寫面向?qū)ο氤绦蛟O(shè)計兩種特殊的文件流 以文件名CON打開的輸入文件流所聯(lián)系的設(shè)備是鍵盤，