C++流类体系与文件操作详解

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。