C++流类体系与文件操作详解
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更新于2024-08-16
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在C++编程中,流是用于处理输入和输出的重要概念,尤其是在I/O操作中。流类体系是C++标准库的核心部分,它提供了处理文本流和二进制流的能力。本节主要讨论了VC12中的流类体系和文件操作。
12.1 流类体系
流类是C++中用于实现输入/输出操作的类,它们构成了流类库的基础。流可以分为两类:文本流和二进制流。文本流通常由ASCII字符组成,而二进制流则包含一系列二进制数据。
流类体系由多个层次构成:
- 基类`ios`:这是所有流类的基础,它定义了一些通用的属性和行为。
- `streambuf`:这是处理缓冲区的类,缓冲区是存储输入/输出数据的内存区域。
- 输入类`istream`:继承自`ios`,用于处理输入操作,例如`cin`。
- 输出类`ostream`:同样继承自`ios`,用于处理输出操作,例如`cout`。
- 输入/输出类`iostream`:结合了`istream`和`ostream`的功能,可以同时进行输入和输出操作。
12.1.3 标准输入输出流
- `cin`:标准输入流,是一个缓冲流,用于从键盘或其他标准输入设备接收数据,通常与“>>”运算符配合使用。
- `cout`:标准输出流,也是一个缓冲流,通常用于向屏幕或标准输出设备发送数据,与“<<”运算符一起使用。
- `cerr`:标准错误流,是非缓冲流,用于输出错误信息,不经过缓冲区直接打印。
- `clog`:标准日志流,同样是缓冲流,但通常用于记录程序运行日志。
12.1.4 流的输出控制格式
流的输出格式控制允许程序员精确地控制数据的显示方式,包括数据宽度、对齐方式、精度和进制等。C++提供了两种方式来实现这一点:
- 格式控制成员函数:例如`width(n)`用于设置输出字段的宽度,`fill(c)`用于设置填充字符,`setprecision(n)`用于设置浮点数的精度。
- 预定义格式控制函数:例如`setw(n)`用来设置输出字段的宽度,`setfill(c)`用来设置填充字符,`setbase(n)`用来改变数字的基数。
【例12.2】和【例12.3】展示了如何使用这些函数来控制输出格式。例如,可以通过`setw(n)`来设定输出数据的最小宽度,确保每个数据项至少占据n个字符,如果数据本身不足n个字符,可以用指定的填充字符填充。
12.2 文件操作
在C++中,文件操作是通过文件流类来实现的。文件流类允许程序读取和写入文本文件或二进制文件。常见的文件操作包括:
- 打开文件:使用`open()`函数打开文件,可以指定文件名和打开模式(如读取、写入或追加)。
- 读/写文件:使用流对象的插入运算符“<<”和提取运算符“>>”进行数据的读写。
- 关闭文件:使用`close()`函数关闭已打开的文件。
文件流类的使用通常涉及到继承自`iostream`的特定文件流类,如`ifstream`(用于输入)和`ofstream`(用于输出),以及`fstream`(同时处理输入和输出)。
通过本章的学习,开发者将能够理解流的概念,掌握流的输入/输出控制格式,并能熟练运用文件操作技术,包括文本文件和二进制文件的处理。这在编写涉及数据持久化和用户交互的C++程序时是必不可少的知识。
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