C++ IO流学习笔记

- 日理万妓 2023-05-31 10:09 2阅读 0赞

###### IO 库类型和头文件： ######

头文件　　　　　　　　类型

iostream　　　　　　 istream，wistream 从流读取数据

ostream，wostream 向流写入数据

iostream，wiostream 读写流

fstream　　　　　　 ifstream，wifstream 从文件读取数据

ofstream，wofstream 向文件写入数据

fstream，wfstream 读写文件

sstream　　　　　　 istringstream，wistringstream 从 string 读取数据

ostringstream，wostringstream 向 string 写入数据

stringstream，wstringstream 读写 string

###### 条件状态： ######

strm::iostate　　 strm是指一种IO类型，iostate是一种机器相关的类型，提供表达条件状态的完整功能。  
strm::badbit　　 标志流已崩溃，致命的输入/输出错误,无法挽回  
strm::failbit　　 标志IO操作失败了，非致命的输入/输出错误，可挽回  
strm::eofbit　　 标志达到文件结尾  
strm::goodbit　 流未出现错误状态，此值保证为0  
s.eof()　　　　 若流s的eofbit置位，则返回true  
s.fail()　　　　 若流s的failbit或badbit置位，则返回true  
s.bad()　　　　 若流s的badbit置位，则返回true  
s.good()　　　　若流s处于有效状态，则返回true  
s.clear()　　　　将流的所有条件复位，状态设置为有效，返回void  
s.clear(flags)　　根据flags标志位，将s中对应条件状态复位，flags类型为strm::iostate。返回void  
s.setstate(flags) 根据flags标志位，将s中对应条件状态置位，flags类型为strm::iostate。返回void  
s.rdstate()　　　 返回流的当前条件状态，返回类型为strm::iostate

###### 状态位 ######

1.4种条件状态  
badbit 用来指出流已经崩溃，属于系统级错误，如不可恢复的读写错误。

failbit 表示一个io操作失败了，比如读取数字却读取的是字符，这是可以恢复的

eofbit 用来表示文件达到文件结尾，这也是可以恢复的

goodbit 表示流的状态正常

注意的是，一但流发生错误，其上后续的io操作都会失败，只有流属于无错状态时，我们才可以用来读取数据，写入数据。

#include<bits/stdc++.h>
    using namespace std;
    int main(){
        int a,b;
        cin>>a;
        cout<<cin.good()<<endl;//如果流正常返回1
        cout<<cin.fail()<<endl;  //failbit（输入错误,可以恢复）或者badbit（系统崩溃），则被置位。
        cout<<cin.rdstate()<<endl;//流正常返回1
        getchar();
        cin>>b;//如果上次输入失常，这里就不能使用了。
        return 0;
    }

###### 管理流当前状态 ######

#include<bits/stdc++.h>
    using namespace std;
    int main(){
        auto x=cin.rdstate();//rdstate返回当前状态，
        cin.clear();//将状态恢复(可以在发生了可恢复错误的时候使用)
        int a;
        cin>>a;
        cin.setstate(x);//将cin变成原来状态
        return 0;
    }

检查输入流当前的状态

#include<bits/stdc++.h>
    using namespace std;
    int main(){
        int a,b=3;
        cin>>a;
        cin>>b;//不可用
        if(cin.rdstate() == ios::goodbit)cout<<"this input is true"<<endl;
        else if(cin.rdstate() == ios::failbit)cout<<"输入类型错误，可以通过清除缓冲区挽回、"<<endl;
        cout<<b<<endl;
        cin>>b;
        cout<<b<<endl;
        return 0;
    }

#include <iostream>
    using namespace std;
    int main(void){
        int a;
        cin >> a;
        cout << cin.rdstate() << endl;
        cin.clear(ios::goodbit);//使cin有效
        cout << cin.rdstate() << endl;
        return 0;
    }

###### 管理输出缓冲： ######

每个输出流都管理一个缓冲区，用来保存程序读写的数据：  
os << "please enter a value: "；  
文本串可能立即打印出来，也有可能被操作系统保存在缓冲区，随后再打印。  
会导致刷新缓冲区的原因：

*  程序正常结束，作为 main 函数的 return 的一部分，缓冲刷新被执行。
 *  缓冲区满，需要刷新缓冲区，而后新的数据才能写入。
 *  使用操纵符：endl 来显示刷新缓冲区。
 *  每个输出操作后，可以用操作符unitbuf设置流的内部状态，来清空缓冲区。默认情况下，cerr 是设置 unitbuf 的，因此写到 cerr 中的数据都是立即刷新的。
 *  一个输出流被关联到另一个流，此时，当读写被关联的流时，关联到流的缓冲区会被刷新。默认cin 和 cerr 都关联到 cout，因此读 cin 或写 cerr 都会导致 cout 的缓冲区被刷新。

endl　　换行并刷新缓冲区；  
ends　　插入一个空字符并刷新缓冲区；  
flush　　仅刷新缓冲区；

#include <iostream>
    using namespace std;
    int main(void){
        cout << unitbuf;//所有输出操作后都会立即刷新缓冲区
        //任何输出都立即刷新,无缓冲
        for(int i=1;i<=50000;i++)cout<<i;
        cout << nounitbuf;//回到正常的缓冲方式
        for(int i=1;i<=50000;i++)cout<<i;
        //令人疑惑的是为什么两种方式的时间差不多，有时候正常的换缓冲方式更慢。
        return 0;
    }

###### 刷新缓冲区的方式 ######

#include <iostream>
    using namespace std;
    int main(void){
        cout<<"ghq"<<ends;//输出空格并刷新缓冲区
        cout<<"ghq"<<endl;//输出换行并刷新缓冲区
        cout<<"ghq"<<flush;//刷新缓冲
        return 0;
    }

###### 关联输入和输出流： ######

当一个输入流关联到一个输出流时，任何试图从输入流读取数据的操纵都会先刷新关联的输出流。标准库将 cout 和 cin 关联到一起，因此：cin >> val；导致 cout 的缓冲区被刷新。

*  **tie**是将流关联到另一个流的函数，C++中定义如下：  
    tie 有两个重载版本：一个版本不带参数，返回指向输出流的指针。如果本对象关联到一个输出流，则返回的就是指向这个流的指针，如果对象未关联到流，则返回空指针。tie 的第二个版本接受一个指向 ostream 的指针，将自己关联到 ostream。即，x.tie(&o) 将流 x 关联到输出流 o。  
    我们既可以将一个 istream 对象关联到另一个 ostream，也可以将一个 ostream 关联到另一个 ostream：

#include <iostream>
    using namespace std;
    int main(void)
    {
        cin.tie(&cerr);//直接将cin由和cout关联改成和cerr关联
        cin.tie(&cout);//将输入流cin关联到输出流cout
        ostream *old_tie = cin.tie(nullptr);//cin不再与其他流关联
        cin.tie(&cerr);//将cin关联到cerr,读取cin会刷新cerr而非cout
        cin.tie(old_tie);//重建cin和cout之间的关联
        return 0;
    }

注意：每个流同时最多关联到一个流，但多个流可以同时关联到一个 ostream。

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靡不有初鲜克有终。