【转】简单常识――关于stream
-
简单常识――关于stream
【博主按：本文以前网上流传的，最初出处已不详；写得精彩，特收录。不少C++老手都用不好std::stream，殊不知其功能是如此霸气。】
-
从文件中读入一行
简单，这样就行了：
ifstream ifs("input.txt");
char buf[1000];
ifs.getline(buf, sizeof buf);
string input(buf);
当然，这样没有错，但是包含不必要的繁琐和拷贝，况且，如果一行超过1000个字符，就必须用一个循环和更麻烦的缓冲管理。下面这样岂不是更简单？
string input;
input.reserve(1000);
ifstream ifs("input.txt");
getline(ifs, input);
不仅简单，而且安全，因为全局函数 getline 会帮你处理缓冲区用完之类的麻烦，如果你不希望空间分配发生的太频繁，只需要多 reserve 一点空间。
这就是“简单常识”的含义，很多东西已经在那里，只是我一直没去用。
-
一次把整个文件读入一个 string
我希望你的答案不要是这样：
string input;
while( !ifs.eof() )
{
string line;
getline(ifs, line);
input.append(line).append(1, ‘\n’);
}
当然了，没有错，它能工作，但是下面的办法是不是更加符合 C++ 的精神呢？
string input(
istreambuf_iterator<char>(instream.rdbuf()),
istreambuf_iterator<char>()
);
同样，事先分配空间对于性能可能有潜在的好处：
string input;
input.reserve(10000);
input.assign(
istreambuf_iterator<char>(ifs.rdbuf()),
istreambuf_iterator<char>()
);
很简单，不是么？但是这些却是我们经常忽略的事实。
补充一下，这样干是有问题的：
string input;
input.assign(
istream_iterator<char>(ifs),
istream_iterator<char>()
);
因为它会忽略所有的分隔符，你会得到一个纯“字符”的字符串。最后，如果你只是想把一个文件的内容读到另一个流，那没有比这更快的了：
fstream fs("temp.txt");
cout << fs.rdbuf();
因此，如果你要手工 copy 文件，这是最好的（如果不用操作系统的 API）：
ifstream ifs("in.txt");
ofstream ofs("out.txt");
ofs << in.rdbuf();
-
open 一个文件的那些选项
ios::in Open file for reading
ios::out Open file for writing
ios::ate Initial position: end of file
ios::app Every output is appended at the end of file
ios::trunc If the file already existed it is erased
ios::binary Binary mode
-
还有 ios 的那些 flag
FLAG EFFECT IF SET ios_base::boolalpha input/output bool objects as alphabetic names (true, false). ios_base::dec input/output integer in decimal base format. ios_base::fixed output floating point values in fixed-point notation. ios_base::hex input/output integer in hexadecimal base format. ios_base::internal the output is filled at an internal point enlarging the output up to the field width. ios_base::left the output is filled at the end enlarging the output up to the field width. ios_base::oct input/output integer in octal base format. ios_base::right the output is filled at the beginning enlarging the output up to the field width. ios_base::scientific output floating-point values in scientific notation. ios_base::showbase output integer values preceded by the numeric base. ios_base::showpoint output floating-point values including always the decimal point. ios_base::showpos output non-negative numeric preceded by a plus sign (+). ios_base::skipws skip leading whitespaces on certain input operations. ios_base::unitbuf flush output after each inserting operation. ios_base::uppercase output uppercase letters replacing certain lowercase letters.
There are also defined three other constants that can be used as masks:
CONSTANT VALUE ios_base::adjustfield left | right | internal ios_base::basefield dec | oct | hex ios_base::floatfield scientific | fixed
-
用我想要的分隔符来解析一个字符串，以及从流中读取数据
这曾经是一个需要不少麻烦的话题，由于其常用而显得尤其麻烦，但是其实 getline 可以做得不错：
getline(cin, s, ‘;’);
while ( s != "quit" )
{
cout << s << endl;
getline(cin, s, ‘;’);
}
简单吧？不过注意，由于这个时候 getline 只把 ; 作为分隔符，所以你需要用 ;quit; 来结束输入，否则 getline 会把前后的空格和回车都读入 s ，当然，这个问题可以在代码里面解决。
同样，对于简单的字符串解析，我们是不大需要动用什么 Tokenizer 之类的东西了：
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s("hello,world, this is a sentence; and a word, end.");
stringstream ss(s);
for ( ; ; )
{
string token;
getline(ss, token, ‘,’);
if ( ss.fail() ) break;
cout << token << endl;
}
}
输出：
hello
world
this is a sentence; and a word
end.
很漂亮不是么？不过这么干的缺陷在于，只有一个字符可以作为分隔符。
-
把原本输出到屏幕的东西输出到文件，不用到处去把 cout 改成 fs
#include <fstream>
{
ofstream outf("out.txt");
streambuf *strm_buf=cout.rdbuf();
cout.rdbuf(outf.rdbuf());
cout<<"write something to file"<<endl;
cout.rdbuf(strm_buf); //recover
cout<<"display something on screen"<<endl;
system("PAUSE");
return 0;
}
输出到屏幕的是：
display something on screen
输出到文件的是：
write something to file
也就是说，只要改变 ostream 的 rdbuf ，就可以重定向了，但是这招对 fstream 和 stringstream 都没用。
-
关于 istream_iterator 和 ostream_iterator
经典的 ostream_iterator 例子，就是用 copy 来输出：
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <sstream>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iterator>
using namespace std;
int main()
{
vector<int> vect;
for ( int i = 1; i <= 9; ++i )
vect.push_back(i);
copy(vect.begin(), vect.end(),
ostream_iterator<int>(cout, " ")
);
cout << endl;
ostream_iterator<double> os_iter(cout, " ~ ");
*os_iter = 1.0;
os_iter++;
*os_iter = 2.0;
*os_iter = 3.0;
}
输出：
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 ~ 2 ~ 3 ~
很明显，ostream_iterator 的作用就是允许对 stream 做 iterator 的操作，从而让算法可以施加于 stream 之上，这也是 STL 的精华。与前面的“读取文件”相结合，我们得到了显示一个文件最方便的办法：
copy(istreambuf_iterator<char>(ifs.rdbuf()),
istreambuf_iterator<char>(),
ostreambuf_iterator<char>(cout)
);
同样，如果你用下面的语句，得到的会是没有分隔符的输出：
copy(istream_iterator<char>(ifs),
istream_iterator<char>(),
ostream_iterator<char>(cout)
);
那多半不是你要的结果。如果你硬是想用 istream_iterator 而不是 istreambuf_iterator 呢？还是有办法：
copy(istream_iterator<char>(ifs >> noskipws),
istream_iterator<char>(),
ostream_iterator<char>(cout)
);
但是这样不是推荐方法，它的效率比第一种低不少。
如果一个文件 temp.txt 的内容是下面这样，那么我的这个从文件中把数据读入 vector 的方法应该会让你印象深刻。
12345 234 567
89 10
程序：
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iterator>
using namespace std;
int main()
{
ifstream ifs("temp.txt");
vector<int> vect;
vect.assign(istream_iterator<int>(ifs),
istream_iterator<int>());
copy(vect.begin(), vect.end(), ostream_iterator<int>(cout, " "));
}
输出：
12345 234 567 89 10
很酷不是么？判断文件结束、移动文件指针之类的苦工都有 istream_iterator 代劳了。
-
其它算法配合 iterator
计算文件行数：
int line_count =
count(istreambuf_iterator<char>(ifs.rdbuf()),
istreambuf_iterator<char>(),
‘\n’);
当然确切地说，这是在计算文件中回车符的数量，同理，你也可以计算文件中任何字符的数量，或者某个 token 的数量：
int token_count =
count(istream_iterator<string>(ifs),
istream_iterator<string>(),
"#include");
注意上面计算的是 “#include” 作为一个 token 的数量，如果它和其他的字符连起来，是不算数的。
-
Manipulator
Manipulator 是什么？简单的说，就是一个接受一个 stream 作为参数，并且返回一个 stream 的函数，比如上面的 unskipws ，它的定义是这样的：
inline ios_base&
noskipws(ios_base& __base)
{
__base.unsetf(ios_base::skipws);
return __base;
}
这里它用了更通用的 ios_base 。知道了这一点，你大概不会对自己写一个 manipulator 有什么恐惧感了，下面这个无聊的 manipulator 会忽略 stream 遇到第一个分号之前所有的输入（包括那个分号）：
template <class charT, class traits>
inline std::basic_istream<charT, traits>&
ignoreToSemicolon (std::basic_istream<charT, traits>& s)
{
s.ignore(std::numeric_limits<int>::max(), s.widen(‘;’));
return s;
}
不过注意，它不会忽略以后的分号，因为 ignore 只执行了一次。更通用一点，manipulator 也可以接受参数的，下面这个就是 ignoreToSemicolon 的通用版本，它接受一个参数， stream 会忽略遇到第一个该参数之前的所有输入，写起来稍微麻烦一点：
struct IgnoreTo {
char ignoreTo;
IgnoreTo(char c) : ignoreTo(c)
{}
};
std::istream& operator >> (std::istream& s, const IgnoreTo& manip)
{
s.ignore(std::numeric_limits<int>::max(), s.widen(manip.ignoreTo));
return s;
}
但是用法差不多：
copy(istream_iterator<char>(ifs >> noskipws >> IgnoreTo(‘;’)),
istream_iterator<char>(),
ostream_iterator<char>(cout)
);
其效果跟 IgnoreToSemicolon 一样。
