C++标准库iostream详解及自定义类型输入输出

"iostream.pdf" iostream是C++标准库中的核心部分，主要负责处理输入输出（I/O）操作，包括从标准输入设备（如键盘）读取数据和向标准输出设备（如屏幕）写入数据。iostream库的设计理念是面向对象，它通过多重继承和虚拟继承构建了一个层次结构，这与C语言中的stdio库不同。stdio库基于函数调用，不支持面向对象编程特性，而iostream则是C++的一部分，充分利用了C++的运算符重载和类的扩展性。 iostream库提供了一些基本的流对象，如`cin`（用于标准输入）和`cout`（用于标准输出）。这些流对象可以与内置类型（如整型、浮点型等）以及自定义类型进行交互。对于内置类型，iostream库已经预定义了相应的输入输出操作。例如，我们可以直接使用`cin`读取用户输入的整数，用`cout`打印出字符串。 然而，对于自定义类型，iostream库默认并不知道如何处理。在提供的代码示例中，我们看到一个名为`Test`的自定义类，尝试使用`printf`和`scanf`进行输入输出时会遇到问题，因为它们不支持直接操作自定义类型。C语言中的`printf`和`scanf`依赖于格式化字符串，对于非基本类型，它们无法正确解析和操作。 C++的iostream库允许通过运算符重载来解决这个问题。在C++中，我们可以为自定义类型定义输入（`<<`）和输出（`>>`）运算符，以便iostream库能理解如何与这些类型交互。例如，为`Test`类定义输入和输出操作符，可以让`cout << t`和`cin >> t`这样的语句变得有意义，使得iostream知道如何以正确的格式处理自定义类型的数据。 下面是一个简单的例子，展示如何为`Test`类重载`<<`运算符以实现自定义输出： ```cpp std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Test& t) { os << "Test: a=" << t.a << ", b=" << t.b; return os; } ``` 这样，当执行`cout << t`时，自定义的输出格式就会被应用，显示`Test`对象的`a`和`b`成员。 同样，为了支持从`cin`输入到`Test`对象，可以重载`>>`运算符： ```cpp std::istream& operator>>(std::istream& is, Test& t) { is >> t.a >> t.b; return is; } ``` 现在，`cin >> t`就能正确地将输入的数据分配给`Test`对象的`a`和`b`。 iostream库是C++中进行输入输出操作的基础，它的设计使得程序员可以通过运算符重载和类的扩展来适应各种复杂的需求，包括对自定义类型的支持。这极大地增强了C++的灵活性和可扩展性，是C++在输入输出方面优于C语言的一个显著特点。因此，深入理解和掌握iostream库对于C++开发者来说至关重要。