I/O的概念和流类库的结构

程序的输入指的是从输入文件将数据传送给程序,程序的输出指的是从程序将数据传送给文件

C++输入输出包含以下三个方面的内容:

对系统指定的标准设备的输入和输出.就是从键盘输入数据,输入到显示器屏幕.这种输入称为标准的输入输出,简称标准I/O.

以外存磁盘文件为对象进行输入和输出,即从磁盘文件输入数据,数据输出到磁盘文件.以外存文件为对象的输入输出称为文件的输入输出,简称文件I/O.

对内存中指定的空间进行输入和输出.通常指定一个字符数组作为存储空间(实际上可以利用该空间存储任何信息).这种输入输出称为字符串输入输出,简称I/O串.

c++的I/O对c的发展----类型安全和可扩展性.

在C语言中,用printf 和scanf进行输入输出,往往不能保证所输入输出的数据时可靠安全的.在c++的输入输出中,编译系统对数据类型进行了严格的检查,凡是类型不正确的数据都不能通过编译.因此c++的I/O操作是安全的.C++的I/O操作是可以扩展的,不仅可以用来输入输出标准类型的数据,也可以用于用户自定义类型的数据.

C++通过I/O类库实现丰富的I/O功能,这样使C++的输入输出明显的优于C语言中的printf 和scanf,但是也为之付出了代价,C++的I/O系统变得比较复杂,要掌握许多细节

C++编译系统提供了用于输入输出的iostream类库,iostream这个单词是由三个部分组成的

格式化I/O

例子

#include <iostream>#include <fstream>//格式化I/Ousing namespace std;int main (void) {        //格式化的写	ofstream ofs ("format.txt");    //相当与c中的w，新加的内容会覆盖原有内容，打开这个文件，打开失败，ofs为false，成功为true	if (! ofs) {		perror ("打开文件失败");		return -1;	}	ofs << 1234 << ' ' << 56.78 << ' ' << "tarena"		<< '\n';     //将这写写入到文件里	ofs.close ();    //关闭文件，如果不写也可以，结束后，调用ofstream析构函数会关闭掉	        ofs.open ("format.txt", ios::app);    //相当于c中的以a方式打开，可以在文件中追加，不会覆盖原有的内容	if (! ofs) {		perror ("打开文件失败");		return -1;	}	ofs << "append_a_line\n";	ofs.close ();        //格式化的读	ifstream ifs ("format.txt");    //要求文件必须存在，否则报错	if (! ifs) {		perror ("打开文件失败");		return -1;	}	int i;	double d;	string s1, s2;	ifs >> i >> d >> s1 >> s2;    //读取文件中的内容到程序中。	cout << i << ' ' << d << ' ' << s1 << ' '		<< s2 << endl;	ifs.close ();     //关闭文件	return 0;}

非格式化I/O

例子

#include <iostream>#include <fstream>//非格式化I/Ousing namespace std;int main (void) {	ofstream ofs ("putget.txt");         //定义一个ofstream类	if (! ofs) {		perror ("打开文件失败");		return -1;	}	for (char c = ' '; c <= '~'; ++c)    //前加加返回的是一个引用，效率高，后加加返回的是拷贝，要进行一次拷贝，所以效率低。		if (! ofs.put (c)) {      //ofs.put成功返回true，否则false。向文件中写入。			perror ("写入文件失败");			return -1;		}	ofs.close ();	ifstream ifs ("putget.txt");	if (! ifs) {		perror ("打开文件失败");		return -1;	}	char c;	while ((c = ifs.get ()) != EOF)     //读如字符，直到返回EOF（表示读取完毕）。		cout << c;	cout << endl;	if (! ifs.eof ()) {       //或者if(ifs.error())都可以判断是否出错		perror ("读取文件失败");		return -1;	}	ifs.close ();	return 0;}

随机I/O

例子

#include <iostream>#include <fstream>//随机I/Ousing namespace std;int main (void) {	fstream fs ("seek.txt", ios::in | ios::out);      //即可读也可写,相当于c中的r+，要求文件必须存在。	if (! fs) {		perror ("打开文件失败");      //打印错误信息。最近的一次错误的原因。		return -1;	}	fs << "0123456789";  //向文件里输入。	cout << fs.tellp () << endl;    //获取写指针的位置，在下一个接受数据的位置，最后一个9所在的位置是9，所以写的位置为10	cout << fs.tellg () << endl;    //获取读指针的位置，虽然没有读，但是会随着写指针一起走         //seekp()与seekg()函数分别有两个参数，第一个是偏移量，正负代表前后方向，第二个是从哪个位置开始	fs.seekp (-3, ios::cur);   //调整写指针的位置，表示从当前位置往文件头移动三个字符	fs << "XYZ";    //覆盖789	fs.seekg (4, ios::beg);    //调整读指针的位置，表示从文件头开始偏移四个位置	int i;	fs >> i;      //从4开始读，读到6，后面是xyz所以不读，结束。	cout << i << endl;	cout << fs.tellg () << endl;   //7	cout << fs.tellp () << endl;   //7	        fs.seekg (-6, ios::end);     //从文件尾开始向文件头偏移6个位置	fs << "ABC";	fs.close ();	return 0;}

二进制I/O

例子：加密文件（异或机制）

#include <iostream>#include <fstream>#include <stdexcept>#include <cstdlib>using namespace std;#define BUFSIZE (1024*10)int _xor (const char* src, const char* dst,unsigned char key) { //源文件，目标文件，密钥ifstream ifs (src, ios::binary); //以二进制方式读if (! ifs) {perror ("打开源文件失败");return -1;}ofstream ofs (dst, ios::binary);if (! ofs) {perror ("打开目标文件失败");return -1;}char* buf = NULL; //创建缓冲区try {buf = new char[BUFSIZE];}catch (bad_alloc& ex) { //bad_alloc是标准库里的cout << ex.what () << endl;return -1;}while (ifs.read (buf, BUFSIZE)) { //缓冲区的地址，和大小for (size_t i = 0; i < BUFSIZE; ++i)buf[i] ^= key; //将每一个字符都与key异或if (! ofs.write (buf, BUFSIZE)) { //以二进制方式写进去，缓冲区地址，和希望写的大小perror ("写入文件失败");return -1;}}if (! ifs.eof ()) { //判断是否正常perror ("读取文件失败");return -1;}for (size_t i = 0; i < ifs.gcount (); ++i) //gcount函数返回剩下的大小buf[i] ^= key; //将缓冲区中的剩下的也与key异或if (! ofs.write (buf, ifs.gcount ())) {perror ("写入文件失败");return -1;}delete[] buf; //释放缓冲区ofs.close (); //关闭文件ifs.close (); //关闭文件return 0;}int enc (const char* plain, const char* cipher) {srand (time (NULL));unsigned char key = rand () % 256; //0到256sui随机数if (_xor (plain, cipher, key) == -1) //为-1则失败return -1;cout << "密钥：" << (unsigned int)key << endl; //告诉密钥是什么。转换为数的形式return 0;}int dec (const char* cipher, const char* plain,unsigned char key) {return _xor (cipher, plain, key);}int main (int argc, char* argv[]) {if (argc < 3) {cerr << "用法：" << argv[0]<< " <明文文件> <密文文件>" << endl;cerr << "用法：" << argv[0]<< " <密文文件> <明文文件> <密钥>"<< endl;return -1;}if (argc < 4)return enc (argv[1], argv[2]);elsereturn dec (argv[1], argv[2],atoi (argv[3])); return 0; }