C++教程的第十一章深入探讨了输入/输出流的概念和使用。该章节由清华大学的郑莉讲解,主要目标是帮助读者掌握C++语言中的I/O流(Input/Output Stream)基础知识,包括流的基本概念、操作方式和常见应用。
首先,C++将数据的传输过程抽象为“流”,这是编程中数据交互的核心机制。流对象如cin(标准输入流)和cout(标准输出流)作为数据生产和消费的桥梁,它们可以进行无格式或有格式的数据交换。有格式的输入/输出主要通过I/O流类库提供的操纵符,如setw(设置输出字段宽度)、fixed(设置浮点数精度)等实现。
流类库包含多个相关的头文件:
1. `<iostream>`:这是核心头文件,包含了输入流(如istream)、输出流(如ostream)以及cin、cout、cerr和clog等对象,提供了非格式化和格式化I/O服务,适用于标准设备的操作,如控制台输入输出。
2. `<sstream>`:当处理内存中的字符串时,可以使用这个头文件,它定义了istringstream(用于从字符串读取)、ostringstream(用于将数据写入字符串)和stringstream(处理内存中的流)。
3. `<fstream>`:对于磁盘文件的I/O操作,需要包含`<fstream>`,这里有ifstream(用于读取文件)、ofstream(用于写入文件)和fstream(封装了这两种操作)的定义。
4. `<iomanip>`:这个头文件主要用于格式控制,提供了诸如setw、fixed等操纵符,用于精确地控制输出的格式,如数字的对齐方式、小数点后的位数等。
接下来,章节详细介绍了无格式的输入/输出操作,即直接读取或写入数据,不涉及任何格式设置。然后是有格式的输入/输出,通过设置特定的格式标志和操纵符来控制数据的呈现形式。
在文件流部分,解释了文件的概念,如何创建、关闭文件流,以及两种特殊的文件流,如文本文件流和二进制文件流。此外,还有字符串流(stringstream)的概念,它允许在内存中操作字符串,提供了额外的灵活性。
最后,讨论了如何针对自定义类型重载输入(>>)和输出(<<)运算符,以便这些类型能够与I/O流进行无缝交互。
这一章全面介绍了C++中的I/O流技术,为程序员在实际编程中实现高效、灵活的数据输入输出提供了关键的理论支持。理解并熟练掌握这些概念和技术,对于编写高效且易于阅读的C++代码至关重要。