[C++]C++中的IO类

C++中的IO类

C++语言不直接处理输入输出，而是通过一组定义在标准库中的类型来处理IO。这些类型支持从设备读取数据，向设备写入数据的IO操作，设备可以是文件，控制台窗口等。还有一些类型允许内存IO，即从string读取数据，向string写入数据等。

应用程序不只从控制台窗口进行IO操作，常常需要读写命名文件，并且使用IO操作处理string的字符会很方便，所以在istream和ostream之外，标准库还定义了其他的一些IO类型，分别定义在三个独立的头文件中：iostream定义了用于读写流的基本类型，fstream定义了读写命名文件的类型，sstream定义了读写内存string对象的类型。

类型ifstream和istringstream都继承自istream。因此我们可以像使用istream对象一样来使用ifstream和istringstream对象。需要注意的是，不能对IO对象进行拷贝或赋值，另外读写一个IO对象会改变其状态，因此传递和返回的引用不能是const的。

条件状态

IO类定义了一些函数和标志，可以帮助我们访问和操纵流的条件状态。一个流一旦发生错误，其后的IO操作都会失败，确定一个流对象的最简单的方法就是将他作为一个条件去使用：

while(cin>>word)

IO库定义了一个与机器无关的iostate类型，它提供了表达流状态的完整功能：
badbit表示系统级错误，如不可恢复的读写错误；failbit表示可恢复错误，如期望读取数值缺读取了一个字符；达到文件结束的位置时，eofbit和failbit都会被置位。goodbit的值为0表示未出现错误。如果badbit，failbit，eofbit任意一个被置位，检测流的条件都会失败。

输出缓冲管理

每个输出流都有一个缓冲区，用于保存程序读写的数据，如下面的代码

os<<"Hello,world";

有可能直接打印也有可能被操作系统保存到缓冲区中，随后再打印。
显式刷新缓冲区的几个方法：

cout<<"Hello,world"<<endl;  //输出字符串之后输出换行然后刷新缓冲区
cout<<"Hello,world"<<flush; //输出字符串之后直接刷新缓冲区
cout<<"Hello,world"<<ends;  //输出字符串之后输出空白字符然后刷新缓冲区

当输入流关联到输出流的时候，任何试图从输入流读取数据的操作都会先刷新关联的输出流，标准库将cout和cin关联到一起，可以使用tie()函数手动将istream和ostream关联到一起。

文件输入输出

open和close函数

在定义了一个空文件流对象之后，可以调用open将其与文件关联起来

ifstream in(ifile); //构造一个ifstream并打开给定文件
ofstream out;   //输出文件流未与任何文件相关联
out.open(ifile+".copy") //打开指定文件

文件流打开之后就会保持和对应文件的关联，如果试图将这个文件流关联到另一个文件上，必须先关闭相应的文件流。

in.close(); //关闭文件
in.open(ifile+"2"); //关联到新的文件

文件模式

每个流都有一个关联的文件模式，用来指出如何使用文件，每个文件流类型都定义了一个默认的文件模式，当我们未指定文件模式时，就使用默认模式。与ifstream关联的文件默认以in模式（读方式）打开；与ofstream相关联的文件默认以out模式（写方式）打开。文件模式如下表：

• in 以只读方式打开
• out 以写方式打开
• app 每次写操作前均定位到文件末尾
• ate 打开文件后立即定义到文件末尾
• trunc 截断文件
• binary 以二进制进行IO

默认情况下，当打开一个ofstream时，文件的内容会被丢弃。阻止一个ofstream清空给定文件内容的方法是同时指定app模式。

ofstream out("file1")   //文件会被清空
ofstream out("file",ofstream::app|ofstream::out)    //以app方式打开会被保存

保留ofstream打开的文件中数据的唯一办法就是指定app形式打开或者in模式打开。

string流

sstream头文件定义了三个类型来支持内存IO，这些类型可以向string写入数据，从string读取数据，就像string是个IO流一样。

当我们的工作是对整行文本进行处理，而其他的一些工作是处理行内的单个单词时，通常可以使用istringstream。

string line,word;
vector<PersonInfo> people;
while(getline(cin,line)){   //不断从cin读取一行
    PersonInfo info;
    istringstream record(line);   //利用读取的这一行初始化record对象
    record>>info.name;      //从这一行中单独处理每个单词
    while(record>>word)
        info.phones.push_back(word);
    people.push_back(info);
}

在我们逐步构造输出，希望最后一行打印时，ostringstream非常有用。

for(const auto &entry:people){
    ostringstream formatted,badNums;
    for(const auto &nums:entry.phones){
        if(!valid(nums)){   //如果遇到无效电话号码，则放到badNums之后一起输出
            badNums<<" "<<nums;
        }else
        formatted<<" "<<format(nums);   //将正常的电话号码都放到formatted中
    }
    if(badNums.str().empty())
        os<<entry.name<<" "<<formatted.str()<<endl;
    else
        cerr<<"Input error: "<<entry.name<<" invalid number(s) "<<badNums.str()<<endl;
}