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目录

C语言的输入输出

流是什么？

C++的IO流

C++标准IO流

C++文件IO流

文本文件读写

二进制文件的读写

stringstream的简单介绍

将数值类型数据格式化为字符串 

字符串拼接

​编辑序列化和反序列化结构数据

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，并将值存放在变量中。printf(): 将指定的文字/字符串输出到标准输出设备(屏幕)。

注意宽度输出和精度输出控制。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”。

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具有方向性的数据（ 其单位可以是bit,byte,packet ）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 。

C++的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

C++标准IO流

C++标准库提供了4个全局流对象cin、cout、cerr、clog，使用cout进行标准输出，即数据从内

存流向控制台(显示器)。使用cin进行标准输入即数据通过键盘输入到程序中，同时C++标准库还

提供了cerr用来进行标准错误的输出，以及clog进行日志的输出，从上图可以看出，cout、

cerr、clog是ostream类的三个不同的对象，因此这三个对象现在基本没有区别，只是应用场景不

同。在使用时候必须要包含文件并引入std标准命名空间。

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，是从缓冲区中拿。如果一次输入过多，会留在那儿慢慢用，如果输入错了，必须在回车之前修改，如果回车键按下就无法挽回了。只有把输入缓冲区中的数据取完后，才要求输入新的数据。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。

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：

对于IO类型的算法，一般都需要循环输入

输出：严格按照题目的要求进行，多一个少一个空格都不行。

连续输入时，vs系列编译器下在输入ctrl+Z时结束

<code>// 单个元素循环输入

while(cin>>a)

{

  // ...

}

// 多个元素循环输入

while(c>>a>>b>>c)

{

  // ...

}

// 整行接收

while(cin>>str)

{

  // ...

}

7. istream类型对象转换为逻辑条件判断值

istream& operator>> (int& val);

explicit operator bool() const;

实际上我们看到使用while(cin>>i)去流中提取对象数据时，调用的是operator>>，返回值是

istream类型的对象，那么这里可以做逻辑条件值，源自于istream的对象又调用了operator

bool，operator bool调用时如果接收流失败，或者有结束标志，则返回false。

C++文件IO流

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

ifstream ifile(只输入用)ofstream ofile(只输出用)fstream iofile(既输入又输出用)

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

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

4. 关闭文件 

文本文件读写

//文本文件读写

#include<string>

#include<fstream>

//包含头文件

int main()

{

//创建文件输出流对象

ofstream fout;

//打开文件

//若文件不存在则创建一个新文件进行写入

fout.open("test.txt");

//判断文件是否打开

if (fout.is_open()==false)

{

cout << "打开文件失败" << endl;

}

//对文件进行写入

fout << "2024/1/27";

//关闭文件

fout.close();

cout << "文件写入完成" << endl;

//创建文件出入流对象

ifstream fin;

string buffer;

//打开文件

fin.open("test.txt");

//判断文件是否存在

if (fin.is_open() == false)

{

cout << "打开文件失败" << endl;

}

//读取文件中的内容，并且打印

while (getline(fin, buffer))

{

cout << buffer << endl;

}

cout << "文件读取完毕" << endl;

//关闭文件

fin.close();

return 0;

}

二进制文件的读写

<code>//二进制文件的读写

#include<fstream>

struct st_girl

{

char name[31];//姓名

int no;//编号

char memo[301];//备注

double weight;//体重

}girl;

int main()

{

//创建文件输出流对象

ofstream fout;

//以二进制的形式打开文件

fout.open("test.dat", ios::app | ios::binary);

//判断文件是否打开

if (fout.is_open() == false)

{

cout << "打开文件失败" << endl;

}

girl = { "西施",3,"中国历史第一美女",45.8 };

//以字符串的形式写入

fout.write((const char *) & girl, sizeof(st_girl));

cout << "二进制写入完成" << endl;

//关闭文件

fout.close();

//创建文件流入对象

ifstream fin;

//以二进制的形式打开文件

fin.open("test.dat", ios::in | ios::binary);

//检查文件是否打开

if (fin.is_open() == false)

{

cout << "打开文件失败" << endl;

}

//对文件一字符串的形式进行读取

while (fin.read((char*)&girl, sizeof(girl)))

{

cout << "name = " << girl.name << endl << " no = " << girl.no << endl

<< "memo = " << endl << "weigth = " << girl.weight << endl;

}

cout << "以二进制的形式读取结束" << endl;

//关闭文件

fin.close();

return 0;

}

注意：自定义类型中的成员不可以使用STL中的容器，像对于字符使用string来存贮；在同一个进程中写完文件立刻进行读取文件，程序因浅拷贝造成异常；在一个进程中进行写文件，另一个进程中读文件，会造成野指针；因为string的底层是个字符指针，读写文件只会进行浅拷贝。

stringstream的简单介绍

在C语言中，如果想要将一个整形变量的数据转化为字符串格式，如何去做？

1. 使用itoa()函数

2. 使用sprintf()函数

但是两个函数在转化时，都得需要先给出保存结果的空间，那空间要给多大呢，就不太好界定，

而且转化格式不匹配时，可能还会得到错误的结果甚至程序崩溃。 

<code>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;

}

在C++中，可以使用stringstream类对象来避开此问题。

在程序中如果想要使用stringstream，必须要包含头文件。在该头文件下，标准库三个类：

istringstream、ostringstream 和 stringstream，分别用来进行流的输入、输出和输入输出操作，下面主要介绍stringstream。

将数值类型数据格式化为字符串 

#include<sstream>

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;

s >> sa;

cout << typeid(sa).name() << endl;

cout << sa << endl;

// clear()

// 注意多次转换时，必须使用clear将上次转换状态清空掉

// stringstreams在转换结尾时(即最后一个转换后),会将其内部状态设置为badbit

// 因此下一次转换是必须调用clear()将状态重置为goodbit才可以转换

// 但是clear()不会将stringstreams底层字符串清空掉

// s.str("");

// 将stringstream底层管理string对象设置成"",

// 否则多次转换时，会将结果全部累积在底层string对象中

s.str("");

s.clear();

double d = 12.34;

s << d;

s >> sa;

cout << typeid(sa).name() << endl;

cout << sa << endl;

return 0;

}

字符串拼接

<code>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 << "third string";

cout << "After clear, strResult is: " << sstream.str() << endl;

return 0;

}

序列化和反序列化结构数据

<code>struct ChatInfo

{

string _name; // 名字

int _id;    // id

Date _date;  // 时间

string _msg;  // 聊天信息

};

int main()

{

// 结构信息序列化为字符串

ChatInfo winfo = { "张三", 135246, { 2022, 4, 10 }, "晚上一起看电影吧"

};

ostringstream oss;

oss << winfo._name << " " << winfo._id << " " << winfo._date << " "

<< winfo._msg;

string str = oss.str();

cout << str << endl << endl;

// 我们通过网络这个字符串发送给对象，实际开发中，信息相对更复杂，

// 一般会选用Json、xml等方式进行更好的支持

// 字符串解析成结构信息

ChatInfo rInfo;

istringstream iss(str);

iss >> rInfo._name >> rInfo._id >> rInfo._date >> rInfo._msg;

cout << "-------------------------------------------------------"

<< endl;

cout << "姓名：" << rInfo._name << "(" << rInfo._id << ") ";

cout << rInfo._date << endl;

cout << rInfo._name << ":>" << rInfo._msg << endl;

cout << "-------------------------------------------------------"

<< endl;

return 0;

}

注意：

1. stringstream实际是在其底层维护了一个string类型的对象用来保存结果。2. 多次数据类型转化时，一定要用clear()来清空，才能正确转化，但clear()不会将stringstream底层的string对象清空。3. 可以使用s. str("")方法将底层string对象设置为""空字符串。4. 可以使用s.str()将让stringstream返回其底层的string对象。5. stringstream使用string类对象代替字符数组，可以避免缓冲区溢出的危险，而且其会对参数类型进行推演，不需要格式化控制，也不会出现格式化失败的风险，因此使用更方便，更安全。 

今天给大家分享介绍了C++中的IO流和文件操作。如果觉得文章还不错的话，可以三连支持一下，个人主页还有很多有趣的文章，欢迎小伙伴们前去点评，您的三连支持就是我前进的动力！