第 7 章笔记

• IOstream 把输入输出视作字节流（流式IO）
• 可以在其基础上构建记录 IO

• 表示形式的变化：使用格式化 / 解析将数据内部的表示（二级制）转化为字符序列（或反向转换，比如 std::cin）
• 与外部设备的通信：对于不同的外部设备（IOstream 指定的外部设备：比如终端，文件，内存）等会有不同的处理逻辑

int x = 100;
// 通过格式化的方式，将二进制的形式转换成了相应的字符序列的表示
std::cout << x << std::endl;

// 使用一块内存
// 用于保存 x 或者 y
union 
{
   int x;
   float y;
};
x = 100;

// 使用不同的方式去解析同一内存中的内容
// float 与 int 的解析方式不同
std::cout << x << std::endl;

std::cout << y << std::endl;

• 格式化 / 解析：将内容转化为字节序列 / 将字节序列转化为内容
• 缓存：将要输出的内容置于缓存中，在缓存将满的时候一次性输出
• 编码转换：比如 UTF8 到 GB（转换字符所占内存的表示）
• 传输：从缓存中逐一进行读取

• std::basic_stream：
  • 封装设备特性：通过不断的继承，在每一步的继承中实现不同设备的输出
  • 封装字符特性：使用类模板中的参数，通过替换该参数实现不同的流（比如使用 std::basic_ifstream<char> 处理 char 类型字符）
  • 实际上是类模板实例化的结果

• 输入输出分为格式化和非格式化两类

• 输入：get / read/ getline / gcount
• 输出： put / write
• 特点：对计算机（性能）友好，不会通过格式化来改变内容的长度（比如输出 float 就只会最多输出 4个字节的内容）

int x;
//对指定地址的内容的字符进行读取
//不解析，直接放入 x
//一共读取 4个字符 100加上回车，对应的就是每个字符的 ascii 值
//注意：read 要求 4个字符，在没有满足条件之前，系统会一直等待用户输入
std::cin.read(reinterpret_cast<char*>(&x), sizeof(x));

• 使用移位操作符 » 和 « 的重载来输入输出
• 特点：对人友好，根据不同的类型（内建，自定义）进行重载，输出不同的格式：

char c = '0';
// 针对 char 输出字符 0
std::cout << c << std::endl;

// 针对 Int 输出 ascii 48
int ci = static_cast<int>(c);
std::cout << ci << std::endl;

• 位掩码类型：showpos，改变的是格式化的行为

char c = '0';
// 显示正负，输出 +48
// 只对数值产生影响
std::cout.setf(std::ios_base::showpos);

• 取值随意的格式化参数：width()

// 让输出占10个字符，默认往左边加空格
// 默认只生效一次，读取后会被 reset 为 0
std::cout.width(10);

• 填充字符 fill

// 使用 * 占位
std::cout.fill('*');

• manipulator：允许直接在输入输出流中使用格式控制：

// 等同与之前的 showpos 用法，输出 +48
// witdh 的替换，需要使用 iomanip 头文件，使用 setw()
// fill 的替换，使用 setfill()
std::cout << std::showpos << std::setw(10) << std::setfill('*') << ci << std::endl;

• std::endl

• 具有提取操作：
  • 会放松对提取的类型限制：比如使用 std::cin 时，空格+10，+10，+010 都会被提取为 10
  • 提取操作有限制（某些信息不能智能进行提取）

char y[5];
// 输入长度超过 4字节 (4+\0) 均会导致内存越界
// std::string 存在缓存机制，不受限制
std::cin >> y;

// 使用 setw() 控制输入的长度，提取前 4 个字符
std::cin >> std::setw(5) >> y;

• basic_ifstream / basic_ofstream / basic_fstream：别名 i/f stream，类模板，流中单位为 char
• 输入 / 输出 / 同时打开输入输出

// 传入参数为文件名
// 输出流
std::ofstream outFile("test_file");
// 输出到文件 test_file
outFile << "hello";

// 输入流
std::ifstream inFile("test_file");
std::string x;
inFile >> x;
std::cout << x << std::endl;

• 检测状态 std::basic_ostream::isopen()
• 打开文件，关联流：outFile.open(“test_file”);
• 关闭文件，关闭流：outFIle.close();

• 每次读取写入都会非常消耗资源
• 系统会将缓存内的东西积累起来，在关闭流时写入文件
• 未显示关闭文件流时，ostream 的析构函数会在析构其对象时自动销毁
• 可以使用域控制 ostream 对象的生存周期，使用其析构函数自动关闭文件流

{
    // outFile 会在大括号之后自动关闭流
    std::ostream outFile.open("test_file");
}

上述的打开方式都是以二进制的形态设计的，其中每一种打开方式占一位。如果组合使用，则是以两种方式的按位或运算进行：

// in & ate
// 按位 或进行组合
std::ios_base::in;   // 0010
std::ios_base::ate; // 0001
// 得到 0011，在文件末尾进行读写

• 用于控制文件读取 / 写入的起始位置
• in / out 默认起始为文件开始的位置

• 写入，并删除之前文件内的内容

// 将文件中的 hello 替代为 word
std::ofstream outFile("test_file", std::ios_base::out | std::ios_base::trunc);
outFile << "word";

• 可以禁止系统内定的转换

都定义于 <sstream> 中：

• basic_istringstream：读
• basic_ostringstream：写
• basic_stringstream：读写
• 处理类型单位默认为 char，也受打开模式的影响

• 注意格式化输出会将输入转化为字符串：

int main(int argc, char const *argv[])
{
    std::ostringstream myObj;
    // 写入内容到流 (整数)
    // 转换整数到字符串（格式化）
    myObj << 1234;
    // 获取 myObj 所对应内存，使用配套的 str() 返回内容（字符串）
    std::string ret = myObj.str();

    std::cout << ret << std::endl;
    //读取字符串，并格式化（转换字符串为 int）
    std::istringstream myObj2(ret);   
    int x;  
    //将 int 赋值给 x 并打印
    myObj2 >> x;
    std::cout << x << std::endl;
    return 0;
}