中国大学MOOC程序设计与算法(三):C++ 面向对象程序设计 第七周 输入输出和模板 笔记 之 输入输出流相关的类

第七周 输入输出和模板
1.输入输出流相关的类
2.用流操纵算子控制输出格式
3.文件读写(一)
4.文件读写(二)
5.函数模板
6.类模板
7.类模板与派生、友元和静态成员变量

1.输入输出流相关的类

派生关系
在这里插入图片描述
istream是用于输入的流类,cin就是该类的对象。
ostream是用于输出的流类,cout就是该类的对象。
ifstream是用于从文件读取数据的类。
ofstream是用于向文件写入数据的类。
iostream是既能用于输入,又能用于输出的类。
fstream 是既能从文件读取数据,又能向文件写入数据的类。

标准流对象

输入流对象: cin 与标准输入设备相连
输出流对象:cout 与标准输出设备相连
cerr 与标准错误输出设备相连
clog 与标准错误输出设备相连
缺省情况下
cerr << “Hello,world” << endl;
clog << “Hello,world” << endl;
cout << “Hello,world” << endl; 三者是一样的
cin对应于标准输入流,缺省的情况下从键盘读取数据,也可以被重定向为从文件中读取数据。
cout对应于标准输出流,缺省的情况下向屏幕输出数据,也可以被重定向为向文件写入数据。
cerr对应于标准错误输出流,用于向屏幕输出出错信息,
clog对应于标准错误输出流,用于向屏幕输出出错信息,
cerr和clog的区别在于cerr不使用缓冲区,直接向显示器输出信息;而输出到clog中的信息先会被存放在缓冲区,缓冲区满或者刷新时才输出到屏幕。

例子:输出重定向

freopen(“test.txt”,“w”,stdout);
stdout是标准输出设备,没有操作,也就是缺省情况下,就是屏幕,freopen执行重定向的功能,经过这一行代码,stdout标准输出设备重定向为文件"test.txt",当执行cout时,是向"test.txt"文件内输出,不是向屏幕输出了。

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
	int x,y;
	cin >> x >> y;
	freopen("test.txt","w",stdout); //将标准输出重定向到 test.txt文件
	if( y == 0 ) //除数为0则在屏幕上输出错误信息
		cerr << "error." << endl;
	else
		cout << x /y ; //输出结果到test.txt
	return 0;
}

启发:如果想将程序运行结果输出到文件中保存,可以将cout重定向,但是cerr不重定向,这样可以在程序运行中间将调试信息用cerr输出到屏幕上,最后把结果用cout输出到文件中,两不耽误。有趣!

例子:输入重定向

freopen(“t.txt”,“r”,stdin); //cin被改为从 t.txt中读取数据
stdin是标准输入设备,没有操作,也就是缺省情况下,就是从键盘读取,freopen执行重定向的功能,经过这一行代码,stdin标准输入设备重定向为文件"t.txt",当执行cin时,是将文件"t.txt"中的数据读取到cin后边的变量中,而不需要键盘输入数据。

#include <iostream >
using namespace std;
int main() {
	double f; 
	int n;
	freopen(“t.txt”,“r”,stdin); //cin被改为从 t.txt中读取数据
	cin >> f >> n;//直接从文件中读取数据,保存在变量f和n中。
	cout << f << "," <<n << endl;
	return 0;
}
t.txt:
3.14 123
输出:
3.14,123

判断输入流结束

输入流:能用来输入数据的地方就是输入流,比如说键盘或者文件。
可以用如下方法判输入流结束:

int x;
while(cin>>x){..
}
return 0;

如果是从文件输入,比如前面有freopen(“some.txt”,”r”,stdin);那么,读到文件尾部,输入流就算结束
如果从键盘输入,则在单独一行输入Ctrl+Z代表输入流结束。
比如:

#include<iostream>
#include<fstream>
using namespace std;
int main() {
	int x;
	while(cin>>x){
		cout<<"data read: "<<x<<endl;
	}
	return 0;
}
//键盘输入一个数然后回车,屏幕下一行会显示data read: 这个数,直到在某一次键盘输入ctrl Z(显示在屏幕上是^Z),输入流结束,就会推出while循环。
1↙
data read: 1
2↙
data read: 2
^Z↙
程序结束

注意:

istream &operator >>(int & a)
{
	…….
	return *this ;
}

右移运算符的返回值是istream 的引用,那么cin>>x的返回值是cin类型的一个引用,而在上面的程序中while(cin>>x)括号里面应该是布尔值才对,原因是:强制类型转换运算符的重载,也就是说cin>>x的返回值虽然是cin,但是istream类里面有个强制类型转换运算符的重载,将cin强制转换成布尔类型的值。

istream类的几个重要成员函数

istream & getline(char * buf, int bufSize);

从输入流中读取bufSize-1个字符到缓冲区buf,或读到碰到‘\n’为止(哪个先到算哪个)。

istream & getline(char * buf, int bufSize,char delim);

从输入流中读取bufSize-1个字符到缓冲区buf,或读到碰到分隔符delim为止(哪个先到算哪个)。
两个函数都会自动在buf中读入数据的结尾添加\0’。‘\n’或delim都不会被读入buf,但会被从输入流中取走。如果输入流中‘\n’或delim之前的字符个数达到或超过了bufSize个,就导致读入出错,其结果就是:虽然本次读入已经完成,但是之后的读入就都会失败了。可以用 if(!cin.getline(…)) 判断输入是否结束

#include <iostream >
using namespace std;
int main() {
	int x;
	char buf[100];
	cin >> x;
	cin.getline(buf,90);
	cout << buf << endl;
	return 0;
}

输入:
12 abcd↙
输出:
abcd (空格+abcd,12被存在x中了,之后的字符包括空格都被存在buf中,直到遇见’\n’或长度达到90)

输入
12↙
程序立即结束
无输出:因为getline读到留在流中的’\n’,就会返回

其他函数:

bool eof(); 判断输入流是否结束
int peek(); 返回下一个字符,但不从流中去掉.
istream & putback(char c); 将字符ch放回输入流
istream & ignore( int nCount = 1, int delim = EOF );从流中删掉最多nCount个字符,遇到EOF时结束。
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