目录

一、C语言的输入输出

二、流是什么

三、C++IO流

1. C++标准IO流

2. C++文件IO流

1. 文件操作步骤 

2. 以二进制的形式操作文件

3. 使用>>和<<对文件进行操作

四、stringstream的介绍

一、C语言的输入输出

C语言中我们用到的最频繁的输入输出方式就是scanf ( )与printf( )。 

• scanf： 从标准输入设备（键盘）读取数据，并将读取到的值存放到某一指定变量当中。
• printf： 将指定的数据输出到标准输出设备（屏幕），使用时需要注意宽度输出和精度输出的控制。

C语言借助了相应的缓冲区来进行输入与输出，如下图所示： 

对输入输出缓冲区的理解：

1. 可以屏蔽掉低级I/O的实现。低级I/O的实现依赖操作系统本身内核的实现，所以如果能够屏蔽这部分的差异，可以很容易写出可移植的程序。
2. 可以使用这部分的内容实现“行”读取的行为。对于计算机而言是没有“行”这个概念，有了这部分，就可以定义“行”的概念，然后解析缓冲区的内容，返回一个“行”。

二、流是什么

“流”即是流动的意思，是物质从一处向另一处流动的过程，是对一种有序连续且有方向性的数据的抽象描述。

        C++流是指信息从外部输入设备（如键盘）向计算机内部（如内存）输入和从内存向外部输出设备（显示器）输出的过程。这种输入输出的过程被形象的比喻为“流”。

它的特性是：有序连续、具有方向性

为了实现这种流动，C++定义了I/O标准类库，这些每个类都称为流/流类，用以完成某方面的功能

三、C++IO流

C++系统实现了一个庞大的类库，其中ios为基类，其他类都是直接或间接派生自ios类

1. C++标准IO流

C++标准库提供了4个全局流对象（cin、cout、cerr、clog）：

1. 使用cout进行标准输出，即数据从内存流向控制台（显示器）。
2. 使用cin进行标准输入，即数据通过键盘输入到程序中。
3. 使用cerr进行标准错误的输出。
4. 使用clog进行日志的输出。

从上图可以看出，cout、cerr、clog都是由ostream类实例化出的三个不同的对象，因此这三个对象基本没什么区别，只是应用场景不同。

在使用cin、cout时必须要包含iostream文件，并引入std标准命名空间。

#include <iostream>  //包含iostream文件
using namespace std; //引入std标准命名空间

int main()
{
	int a = 0;
	cin >> a;
	cout << a << endl;
	return 0;
}

如果不使用std命名空间，可以在使用时指定cout和cin所属的命名空间。

#include <iostream> //包含iostream文件
int main()
{
	int a = 0;
	std::cin >> a; //使用时指定所属命名空间
	std::cout << a << std::endl; //使用时指定所属命名空间
	return 0;
}

注意：

1. cin为缓冲流。键盘输入的数据保存在缓冲区中，当要提取时，是从缓冲区中提取。如果一次输入过多，则多余的数据会留在缓冲区以供之后提取，如果输入错了，必须在回车之前进行修改，回车键按下就无法进行修改了，只有把输入缓冲区中的数据取完后，才会要求输入新的数据。
2. 输入的数据类型必须与要提取的数据类型一致，否则出错。出错只是在流的状态字state中对应位置位（置1），程序继续。
3. 空格和回车都可以作为数据之间的分格符，所以多个数据可以在一行输入，也可以分行输入。但如果是字符型和字符串，则空格（ASCII码为32）无法用cin输入，字符串中也不能有空格。回车符也无法读入。
4. cin和cout可以直接输入和输出内置类型数据，原因：标准库已经将所有内置类型的输入和输出全部重载了
5. 对于自定义类型，如果要支持cin和cout的标准输入输出，需要对<<和>>进行重载。

6、在线OJ中的输入和输出。 

某些在线OJ题目是有多组测试用例对我们编写的代码进行测试的，对于这种题目，C语言通常采用的解决方式如下： 

while (scanf("%d", &a) != EOF)
{
	//...
}

而在C++当中，我们一般采用的解决方式如下： 

while (cin >> a)
{
	//...
}

2. C++文件IO流

1. 文件操作步骤 

C++根据文件内容的数据格式分为二进制文件和文本文件。采用文件流对象操作文件的一般步骤： 

1. 定义一个文件流对象

操作文件的类有以下三个：

2. 使用文件流对象的成员函数打开一个磁盘文件，使得文件流对象和磁盘文件之间建立联系。

文件常见的打开方式如下：

3. 使用提取和插入运算符对文件进行读写操作，或使用成员函数进行读写。

对文件进行提取和插入操作的常用成员函数：

4. 关闭文件

2. 以二进制的形式操作文件

以二进制的形式对文件进行写入操作： 

#include <iostream> 
#include <fstream>
using namespace std;

//以二进制的形式对文件进行写入
int main()
{
	ofstream ofile; //定义文件流对象
	ofile.open("test.bin", ofstream::out | ofstream::binary);//以二进制写入的方式打开test.bin文件
	char data[] = "hello world!";
	ofile.write(data, strlen(data));//将data字符串写入文件
	ofile.close();  //关闭文件
	return 0;
}

以二进制的形式对文件进行读取操作：

#include <iostream> 
#include <fstream>
using namespace std;

//以二进制的形式对文件进行读取
int main()
{
	ifile.open("test.bin", ifstream::in | ifstream::binary);
    ifile.close();
	return 0;
}

3. 使用>>和<<对文件进行操作

使用>>和<<运算符对文件进行读写操作，会变得很简单，也很形象。

对文件进行写入操作： 

//对文件进行写入操作
void WriteFile()
{
	ofstream ofs("test.txt"); //定义文件流对象，并打开文件
	ofs << "hello world!";    //字符串“流入”文件
	ofs.close(); //关闭文件
}

对文件进行读取操作：

//对文件进行读取操作
void ReadFile()
{
	ifstream ifs("test.txt"); //定义文件流对象，并打开文件
	char data[100];
	ifs >> data; //文件数据“流入”字符串data
	ifs.close(); //关闭文件
}

四、stringstream的介绍

在C语言中，我们若是想要将一个整型变量的数据转化为字符串格式，有以下两种方法： 

1. 使用itoa()函数
2. 使用sprintf()函数

int main()
{
    int n = 123456789;
    char s1[32];
    _itoa(n, s1, 10);

    char s2[32];
    sprintf(s2, "%d", n);

    char s3[32];
    sprintf(s3, "%f", n);

    return 0;
}

        虽然itoa函数和sprintf函数都能完成转化，但是在两个函数在转化时，都需要先给出保存结果的空间，而空间的大小是不太好界定的，除此之外，转化格式不匹配时，可能还会得到错误的结果甚至程序崩溃。

        在C++中，我们可以使用stringstream类对象来避开此问题。在程序当中如果想要使用stringstream，必须要包含头文件sstream。在该头文件下，有三个类： 

stringstream主要可以用来：

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
	int a = 12345678;
	string sa;

    // 将一个整形变量转化为字符串，存储到string类对象中
	stringstream s;
	s << a;  //将int类型的a放入输入流
	s >> sa; //从s中抽取前面插入的int类型的值，赋值给string类型（方式一）
	cout << sa << endl;

	s.str(""); //将stringstream底层管理的string对象设置为""。
	s.clear(); //将上次转换状态清空掉，不清空会转化失败

	//进行下一次转换
	double b = 3.14;
	s << b;

	sa = s.str(); //获取stringstream中管理的string类型（方式二）
	cout << sa << endl;

	return 0;
}

int main()
{
    stringstream sstream;

    // 将多个字符串放入 sstream 中
    sstream << "first" << " " << "string,";
    sstream << " second string";
    cout << "strResult is: " << sstream.str() << endl;

    // 清空 sstream
    sstream.str("");
    sstream.clear(); //将上次转换状态清空掉
    sstream << "third string";
    cout << "After clear, strResult is: " << sstream.str() << endl;

    return 0;
}