轻松学章输入输出体系.pptxVIP

第15章输入输出体系C++系统为开发者提供了一套完整的输入/输出（I/O）操作体系，这些I/O操作可以操作C++的内置类型的数据，也可以操作用户自定义类型的数据，并且这些操作都是类型安全的。通过本章的学习，读者可以了解C++类库中的常用流类，理解输入输出的含意，掌握输入/输出的格式控制、流运算符的重载、文件操作和输入输出在C++程序中的应用。

15.1流的概念C++的I/O流是由若干字节组成的字节序列，称为字节流。字节流中的数据可以是多种形式的，包括二进制数据、ASCII字符、数字图象信息、数字化视频和音频等。在进行数据传输时，数据会被从一个对象传送到另一个对象中，这些对象包括内存、输出设备（如屏幕、打印机、磁盘文件等）和输入设备（如键盘、磁盘文件、扫描仪等）。当进行输入操作时，字节流是从输入设备流向内存的；在进行输出操作时的概念，字节流是从内存输出到输出设备的。

15.1.1C语言中I/O的弊端C++为了兼容C语言，保留了很多C语言的方法，使之前用C语言编写的程序依然能在C++环境下运行。在输入输出方面，保留了C语言的scanf和printf等函数进行数据的输入和输出。在C语言中，用scanf和printf等函数进行输入输出时，很难保证所输入输出的数据是可靠安全的。因为它不会对数据类型进行严格的检查，从而可能导致一些错误的输入输出。

15.1.2流类在C++中，输入输出流被定义为一系列的类，这些类被称为流类（streamclass），全部被包含在I/O类库中。C++的输入与输出包括以下3方面的内容。标准I/O：对系统指定的标准设备（如显示器，打印机等）的输入和输出。文件I/O：对外存磁盘（或外存储设备）文件进行输入和输出。内存I/O（串I/O）：对内存中的空间进行输入和输出。

15.2流对象和格式化输出C++在头文件iostream中预定义了流对象，方便开发者使用。在对数据进行输出时，有时需要对输出的格式进行控制。C++提供了丰富的控制符和函数对格式进行控制。

15.2.1预定义的流对象在一般的C++程序中，都会包含iostream头文件，因为它包含了输入输出操作所需要的基本信息。在iostream头文件中，不仅定义了许多相关的类（ios、istream、ostream、iostream、istream_withassign、stream_withassign和iostream_withassign等），还定义了4种常用的流对象，如表15-2所示。

15.2.2流格式化输出在输出数据时，往往需要将数据按照一定的格式进行输出，以使阅读者更容易理解。例如，对内存地址的输出一般用十六进制显示；对小数的输出通常需要保留一定的小数位。对输出数据进行格式化称为流格式化输出。在前面的学习中，输出数据时并没有设定数据格式，这时候系统会根据输出数据的数据类型而输出对应的默认格式。如果需要控制流输出的格式，有两种方法：一种是使用流格式控制符；另一种是利用流类的相关成员函数进行控制。

15.3重载流运算符C++的输出输入流运算符，默认只能处理标准的内置对象。如果需要其支持复合数据类型或者自定义类型，就必须重载流运算符。

15.3.1流运算符重载概述运算符重载有两种形式：重载为成员函数或者重载为友元函数。但由于重载插入运算符和提取运算符时，其左边的参数是流，而右边的参数是类的对象，根据前面学习的运算符重载的知识，只能用友元函数的方式去重载插入运算符和提取运算符。在C++内部实现中，也是通过重载“”和“”来实现对标准数据类型的输入输出的（“”和“”两个运算符，在C++中本来的含义是左位移运算符和右位移运算符）。在istream和ostream类中分别有一组成员函数对位移运算符“”和“”进行重载，以便能用它输入或输出各种标准数据类型的数据。

15.3.2插入运算符重载插入运算符重载的一般格式如下。ostreamoperator(ostreamos,constTt){//函数体returnos;}

15.3.3提取运算符重载提取运算符重载的一般格式如下。istreamoperator(istreamis,constTt);//函数体returnis;}文件操作为了能长期保存数据，一般将数据存储在文件中。C++中对文件的读写也是通过流来操作的。其中，操作文件的流称为文件流。同时，C++也支持C方式的文件操作。

15.4.1文件概述文件是一组有限且相关的数据组成的有序集合。“有限”指文件中的数据是有最大限度的，“相关”是指这些数据是有关联性的。如果独立起来，这些数据就没有实质的意义，而组合起来则能表现一定的含义。每一个文件一般都有一个名称，称为文件名。在前面，文件的概念经常被使