【C++入门到精通】C++的IO流（输入输出流） [ C++入门 ]

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• 引言
• 一、C语言的输入与输出
• 二、流是什么
• 三、C++IO流
• • 1. C++标准IO流
  • • （1）istream
    • （2）ostream
    • （3）iostream
    • （4）cin 和 cout
    • 2. C++文件IO流
    • • （1）ifstream
      • （2）ofstream
      • （3）fstream
      • 四、stringstream的简单介绍
      • 温馨提示

        引言

        C++中的IO流（输入输出流）是程序与外部环境之间进行数据交互的重要手段。通过IO流，程序可以从外部读取数据或将数据输出到外部，实现了程序与用户、其他程序和设备之间的数据传输。C++标准库提供了丰富的IO流类和函数，通过这些类和函数，开发者能够方便地实现各种类型的IO操作。本文将介绍IO流的基本概念和相关类，讲解如何在C++程序中使用IO流实现输入输出操作，并给出相应的示例代码以说明其用法。同时，还将介绍一些常见的IO流操作技巧和使用注意事项，帮助读者更好地掌握和应用C++中的IO流机制。通过学习本文，读者将能够深入理解C++中的IO流，掌握IO流的使用方法，提高程序的输入输出效率和稳定性。

        一、C语言的输入与输出

        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”。

          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具有方向性的数据（ 其单位可以是bit，byte，packet ）的抽象描述。

          C++中的流是一种抽象描述，用于表示数据从一个地方（输入设备）流向另一个地方（输出设备）的过程。它描述了数据以有序连续和具有方向性的方式流动的特性。在C++中，流被比喻为信息从外部输入设备（如键盘）向计算机内部（如内存）输入，或者从内存向外部输出设备（如显示器）输出的过程。为了实现这种流动，C++提供了I/O标准类库，其中的每个类都被称为流或流类，用于完成不同方面的输入输出功能。通过使用这些流类，我们可以实现数据的输入和输出操作，实现与外部环境的交互。

          🔴C++提供的I/O标准类库

          

          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，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。

          

          （1）istream

          istream 是输入流的基类，它提供了从外部读取数据的功能。常用的 istream 类有 istream, ifstream（从文件读取）和 istringstream（从字符串读取）。

          ⭕常用的 istream 函数包括：

          • get()：从流中获取下一个字符并返回其 ASCII 值。
          • getline()：从流中读取一行文本，并将其存储在指定的字符串变量中。
          • operator>>：从流中读取数据并将其存储在指定的变量中。

            例如：

            int num;
            std::cin >> num; // 从标准输入设备读取一个整数
            

            （2）ostream

            ostream 是输出流的基类，它提供了向外部写入数据的功能。常用的 ostream 类有 ostream, ofstream（写入到文件）和 ostringstream（写入到字符串）。

            ⭕常用的 ostream 函数包括：

            • put()：向流中写入一个字符。
            • write()：向流中写入指定长度的数据。
            • operator std::ifstream file("example.txt"); if (file.is_open()) { int num; while (file num) { std::cout std::cerr std::ofstream file("example.txt"); if (file.is_open()) { file std::cerr std::fstream file("example.txt", std::ios::in | std::ios::out); if (file.is_open()) { int num; while (file num) { std::cout std::cerr