C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言揣錦華第9章流類庫(kù)與輸入輸出課件

1、第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出第第9章章 流類庫(kù)與輸入流類庫(kù)與輸入/輸出輸出 9.1 輸入輸入/輸出標(biāo)準(zhǔn)流類輸出標(biāo)準(zhǔn)流類9.2 文件流類文件流類9.3 串流類串流類9.4 控制符控制符第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出9.1 輸入輸入/輸出標(biāo)準(zhǔn)流類輸出標(biāo)準(zhǔn)流類 9.1.1 輸入/輸出流的概念 就像C語(yǔ)言一樣，C+語(yǔ)言中也沒(méi)有輸入/輸出語(yǔ)句。C+的I/O是以字節(jié)流的形式實(shí)現(xiàn)的，每一個(gè)C+編譯系統(tǒng)都帶有一個(gè)面向?qū)ο蟮妮斎?輸出軟件包，這就是I/O流類庫(kù)。其中，流是I/O流類的中心概念。到目前為止，我們一直在使用它。第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出 所謂流，是指數(shù)據(jù)從一個(gè)對(duì)象流向另一個(gè)對(duì)象。在C+程序中，數(shù)據(jù)可以從鍵

2、盤流入到程序中，也可以從程序中流向屏幕或磁盤文件，把數(shù)據(jù)的流動(dòng)抽象為“流”。流在使用前要被建立，使用后要被刪除，還要使用一些特定的操作從流中獲取數(shù)據(jù)或向流中添加數(shù)據(jù)。從流中獲取數(shù)據(jù)的操作稱為提取操作，向流中添加數(shù)據(jù)的操作稱為插入操作。第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出 流實(shí)際上就是一個(gè)字節(jié)序列。在輸入操作中，字節(jié)從輸入設(shè)備(如鍵盤、磁盤、網(wǎng)絡(luò)連接等)流向內(nèi)存；在輸出操作中，字節(jié)從內(nèi)存流向輸出設(shè)備(如顯示器、打印機(jī)、磁盤、網(wǎng)絡(luò)連接等)。如圖9-1所示。在C+語(yǔ)言中，針對(duì)流的特點(diǎn)，提供了如圖9-2所示的層次結(jié)構(gòu)來(lái)描述流的行為，并給出了I/O流類庫(kù)的操作。 第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出第9章 流類庫(kù)與輸入/輸

3、出圖9-2 輸入/輸出流類層次圖 第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出 表9-1 I/O流類列表 第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出 9.1.2 輸入/輸出標(biāo)準(zhǔn)流類 1標(biāo)準(zhǔn)流的設(shè)備名 由表9-1可見，I/O流的標(biāo)準(zhǔn)頭文件是iostream.h。其中，ostream類通過(guò)其派生類ostream_withassign支持以下預(yù)先定義的流對(duì)象： cout：標(biāo)準(zhǔn)輸出。默認(rèn)設(shè)備為屏幕。 cerr：標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤輸出。沒(méi)有緩沖，發(fā)送給它的內(nèi)容立即被輸出，默認(rèn)設(shè)備為屏幕。第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出 clog：標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤輸出。有緩沖，當(dāng)緩沖區(qū)滿時(shí)被輸出，默認(rèn)設(shè)備為打印機(jī)。 而istream類通過(guò)其派生類istream_withassi

4、gn支持預(yù)先定義的對(duì)象。 cin：標(biāo)準(zhǔn)輸入。默認(rèn)設(shè)備為鍵盤。第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出 2原理 cout是ostream類的全局對(duì)象，它在頭文件iostream.h中的定義如下： ostream cout(stdout)； /這里，stdout作為該對(duì)象構(gòu)造時(shí)的參數(shù)對(duì)應(yīng)每種基本數(shù)據(jù)類型，ostream類都存在友元，它們都在iostream.h中聲明。例如： ostream& operator(int n); ostream& operator(float f); ostream& operator(const char*psz); /.第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出 如語(yǔ)句

5、： coutHow old are you? ; cout是類ostream的對(duì)象，( int &n); istream& operator( float &f); istream& operator( char*psz); /.第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出9.2 文件流類文件流類 fstream、ifstream和ofstream是文件流類，在頭文件fstream.h中定義。其中，fstream是ofstream和ifstream多重繼承的子類。文件流類不是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，沒(méi)有cout那樣預(yù)先定義的全局對(duì)象。文件流類支持對(duì)磁盤文件的操作。要定義一個(gè)文件流類對(duì)象，須指定

6、文件名和打開方式。 第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出類ofstream用于執(zhí)行文件輸出，該類有以下幾個(gè)構(gòu)造函數(shù)：ofstream:ofstream( fd );ofstream:ofstream( fd, char*pch, int nLength );ofstream:ofstream( const char*szName, int nMode = ios:out, int nProt = :openprot );第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出類ifstream用于執(zhí)行文件輸入，該類有以下幾個(gè)構(gòu)造函數(shù)：ifstream:ifstream( fd );ifstream:ifstream( fd, cha

7、r*pch, int nLength );ifstream:ifstream( const char*szName, int nMode = ios:in, int nProt = :openprot );第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出 其中最常用的都是最后一個(gè)構(gòu)造函數(shù)。該函數(shù)有三個(gè)參數(shù)，第一個(gè)參數(shù)是指向要打開的文件名的字符串，后兩個(gè)參數(shù)指定文件的打開模式。文件打開模式的具體標(biāo)志見表9-2?？梢杂冒次籓R（|）運(yùn)算符組合這些標(biāo)志，它們作為枚舉器定義在ios類中。第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出 表9-2 文件打開模式 第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出 打開一個(gè)輸出文件，用于在文件尾添加數(shù)據(jù) 打開一個(gè)現(xiàn)存文件(

8、用于輸入或輸出)并查找到結(jié)尾 打開一個(gè)輸入文件。對(duì)于一個(gè)ofstream文件，使用ios:in作為一個(gè)openmode，可避免刪除一個(gè)現(xiàn)存文件中現(xiàn)有的內(nèi)容 打開一個(gè)文件，用于輸出。對(duì)于所有ofstream對(duì)象，此模式是隱含指定的 如果一個(gè)文件存在，則打開它；否則該操作失敗第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出 如果一個(gè)文件不存在，則作為新文件打開它；如果文件已存在，則該操作失敗 打開一個(gè)文件。如果它已經(jīng)存在，則刪除其中原有的內(nèi)容。如果指定了ios:out，但沒(méi)有指定ios:ate、ios:app和ios:in，則隱含為此模式 以二進(jìn)制模式打開一個(gè)文件(默認(rèn)是文本模式) Nprot是文件保護(hù)方式，它的標(biāo)志如

9、表9-3。第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出 表9-3 文件保護(hù)方式 第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出【例9-1】 向文件myfile中寫入一些信息。#includevoid main( )ofstream fc(c:tempmyfile);fcConstructs an ofstream object.nAll ofstream constructors construct a object. n;第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出 注意： 這里的文件名要說(shuō)明其路徑，要使用雙斜杠，因?yàn)镃+編譯器理解單斜杠為字符轉(zhuǎn)換符。 在文件打開時(shí)，匹配了構(gòu)造函數(shù)ofstream:ofstream(char*)，只需要一個(gè)文件名

10、，其它為默認(rèn)。打開方式默認(rèn)為ios:out | ios:trunc，即該文件用于接受程序的輸出。如果該文件已存在，則其內(nèi)容必須先清除，否則就新建。第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出如果要檢查文件是否打開，則須判斷成員函數(shù)fail( ):#include void func( ) ofstream fc(myfile); if(fc.fail( ) /fail( )= =1 cerrerror opening filen; return; fca; coutaendl; 輸出結(jié)果為 H第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出【例9-2】 使用串流輸入對(duì)字符串中的數(shù)據(jù)進(jìn)行解讀。#include#includechar*

11、ioString(char*);void main( )char*str=100 123.456;char*Buf0=ioString(str);coutBuf0iNumberfNumber; /從串流中讀入一個(gè)整數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)char*Buf1=new char28;ostrstream outS(Buf1,28);outSiNumber=iNumber,fNumber=fNumberendl;return Buf1;第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出 程序運(yùn)行結(jié)果為 iNumber=100,fNumber=123.456 分析：在函數(shù)ioString( )中，以pString為輸入設(shè)備，先定義一個(gè)輸入

12、串流對(duì)象inS，從中輸入一個(gè)整數(shù)和一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)。再開辟一個(gè)字符串空間作為輸出設(shè)備，定義一個(gè)輸出串流對(duì)象outS，將從輸入設(shè)備輸入的兩個(gè)變量的值輸出。第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出9.4 控制符控制符 9.4.1 使用流對(duì)象的成員函數(shù)【例9-3】 使用width成員函數(shù)控制輸出寬度。 #include void main( ) double values =1.44,36.47,625.7,4096.24; for(int i=0;i4;i+) 第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出cout.width(10); coutvaluesin;程序運(yùn)行結(jié)果為 1.4436.47625.74096.24第9章 流類庫(kù)與

13、輸入/輸出 此例子在一列中以至少10個(gè)字符寬按右對(duì)齊方式輸出數(shù)據(jù)。從程序的輸出結(jié)果可以看到，在少于10個(gè)字符寬的數(shù)值前加入了引導(dǎo)空格。 空格是默認(rèn)的填充符，當(dāng)輸出的數(shù)據(jù)不能充滿指定的寬度時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)以空格填充。另外，還可以使用fill成員函數(shù)為已經(jīng)指定寬度的域設(shè)置填充字符的值。為了用星號(hào)填充數(shù)值列，我們可以將例9-3中的for循環(huán)修改如下：第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出for(int i=0;i4;i+) cout.width(10); cout.fill(*); coutvaluesiendl; 其輸出結(jié)果為*1.44*36.47*625.7*4096.24第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出 9.4.

14、2 使用控制符 C+的輸入/輸出流類庫(kù)提供了一些控制符，可以直接嵌入到輸入/輸出語(yǔ)句中來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)I/O格式的控制。它的優(yōu)點(diǎn)是程序可以直接將控制符插入流中，而不必單獨(dú)調(diào)用。表9-4中列出了常用的I/O流類庫(kù)控制符。 第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出表9-4 常用的I/O流類庫(kù)控制符第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出【例9-4】 使用setw控制符指定寬度。#include#includevoid main( )double values =1.44,36.47,625.7,4096.24;char*names =Rose,John,Alice,Mary;for(int i=0;i4;i

15、+)第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出 coutsetw(6)namesisetw(10)valuesiendl; width成員函數(shù)在頭文件iostream.h中說(shuō)明。 如果帶參量使用setw(n)或任何其它控制符，還必須包括頭文件iomanip.h。在輸出中，字符串輸出在寬度為6的域中，整數(shù)輸出在寬度為10的域中。程序運(yùn)行結(jié)果為 Rose 1.44 John 36.47 Alice 625.7 Mary 4096.24第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出 setw和width都不截?cái)鄶?shù)值。如果一個(gè)數(shù)值需要比set(n)確定的字符數(shù)更多的字符，則該值將使用它所需要的所有字符。當(dāng)然，還要遵守該流的精度設(shè)置。se

16、tw和width僅影響緊隨其后的域，即使用setw和width設(shè)置的間隔方式并不保留其效力。在一個(gè)域輸出完后，域?qū)挾然謴?fù)成它的默認(rèn)值 (必要的寬度)，但其它流格式選項(xiàng)保持有效直到發(fā)生改變。第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出例如，下面的程序代碼：/.cout setiosflags(ios:right) /設(shè)置為默認(rèn)的右對(duì)齊方式，setw(5)1setw(5)2setw(5)3endl；cout setiosflags(ios:left)/設(shè)置成左對(duì)齊方式 第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出 setw(5)1 setw(5)2 setw(5)3endl； coutresetiosflags(ios:left)

17、/關(guān)閉左對(duì)齊標(biāo)志 /. 這段程序代碼中，是通過(guò)使用帶參數(shù)的setiosflags控制符來(lái)設(shè)置左、右對(duì)齊，參數(shù)是ios:left和ios:right枚舉器。 第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出 該枚舉器定義在ios類中，因此，引用時(shí)必須包括ios:前綴。這里需要用resctiosflags操縱符關(guān)閉左、右對(duì)齊標(biāo)志。setiosflags不同于width和setw，它的影響是持久的，直到用resetiosflags重新恢復(fù)默認(rèn)值時(shí)為止。 這段程序代碼的輸出結(jié)果為 1 2 3 1 2 3 常用控制符和流格式控制成員函數(shù)如表9-5所示。 第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出表9-5 常用控制符和流成員函數(shù) 第9章 流類

18、庫(kù)與輸入/輸出9.5 輸入輸入/輸出成員函數(shù)輸出成員函數(shù) 9.5.1 使用成員函數(shù)輸入 1getline( )函數(shù) 在程序使用cin輸入時(shí)，cin用空白符和行結(jié)束符將各個(gè)值分開。有時(shí)候輸入可能需要讀取一整行文本并且分開不同的域，為此，我們可以使用getline成員函數(shù)。其函數(shù)原型如下： istream&getline( char*pch, int nCount, char delim = n );第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出 其中，第一個(gè)參數(shù)是字符數(shù)組，用于放置讀取的文本；第二個(gè)參數(shù)是本次讀取的最大字符個(gè)數(shù)；第三個(gè)參數(shù)是分隔字符，作為讀取一行結(jié)束的標(biāo)志。 getline成員函數(shù)的功能是允

19、許從輸入流中讀取多個(gè)字符 (包括空白字符和行結(jié)束符)，并且允許指定輸入終止字符 (默認(rèn)值是換行字符)。在讀取完成后，從讀取的內(nèi)容中刪除該終止字符。 第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出 【例9-5】 為輸入流指定一個(gè)終止字符。 本程序連續(xù)讀入一串字符，直到遇到字符t時(shí)停止，字符個(gè)數(shù)最多不超過(guò)99個(gè)。程序中的t是大小寫敏感的。 #include void main( ) char line100; coutType a line terminated by tendl; cin.getline(line,100,t); coutlineendl; 第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出 2get( )函數(shù) 在輸入時(shí)，

20、有些時(shí)候需要執(zhí)行每次只輸入單個(gè)字符的操作，我們可以使用get( )成員函數(shù)來(lái)完成。get( )函數(shù)的格式如下： char istream:get( ); 【例9-6】 循環(huán)讀入字符，直到鍵入一個(gè)y字符，或遇到文件尾。 #include void main( ) char letter; while(!cin.eof( )第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出letter=cin.get( );if(letter=y)coutybe met!;break;coutletter;第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出 get( )函數(shù)還有一種形式可以輸入一系列字符，直到輸入流中出現(xiàn)結(jié)束符或所讀字符個(gè)數(shù)已達(dá)到要求讀的字符個(gè)

21、數(shù)。這時(shí)，get( )函數(shù)的函數(shù)原型如下： istream&istream:get(char*,int n,char delim=n);第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出 例如，下面程序輸入一系列字符，將前24個(gè)字符輸出。 #include void main( ) char line25; cout ; cin.get( line, 25 ); cout line; 第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出 9.5.2 使用成員函數(shù)輸出 【例9-7】 使用put( )成員函數(shù)，在屏幕上顯示字母表中的字母。 #include void main( ) char letter; for(letter=A;le

22、tter=Z;letter+) cout.put(letter); 第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出程序運(yùn)行結(jié)果為ABCDEFGHIJKMNOPQRSTUVWXYZ也可以像下面那樣在一條語(yǔ)句中連續(xù)調(diào)用put( )函數(shù)：cout.put(A).put(n);該語(yǔ)句在輸出字符A后輸出一個(gè)新?lián)Q行符。還可以用ASCII碼值表達(dá)式調(diào)用put( )函數(shù)：cout.put(65);該語(yǔ)句也輸出字符A。 第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出9.6 用戶自定義類型的輸入用戶自定義類型的輸入/輸出輸出【例9-8】 用戶自定義的插入運(yùn)算符和提取運(yùn)算符。 #include class PhoneNumber private: char nationCode4; char areaCode4; char phoneCode8; 第9章 流類庫(kù)與輸入/輸出public:friend ostream& operator(istream&,PhoneNumber&);ostream& operator(ostream& output,