OOP第12讲A.ppt

第13讲 1. I/O流概念 2. 标准输出流 3. 标准输入流 1. I/O流概念 外部设备（I/O设备）可分为人机交互设备和存储设备两个大类。 人机交互设备主要指键盘、显示器等终端控制台设备和打印机。 存储设备指磁带、磁盘、光盘、U盘等以文件形式存储持久数据的设备。 从操作系统的角度看，每一个与主机相连的I/O设备都看成一个文件。 以文件方式统一管理I/O设备可以屏蔽实际物理设备的差异，有利于整体上简化程序设计语言与外部设备交换信息的处理过程。 程序的输入是指从输入文件将数据传送给程序。 程序的输出是指从程序将数据传送给输出文件。 输入与输出的三方面内容 标准I/O: 系统标准设备的输入与输出。即从键盘输入、由显示器输出。 文件I/O: 以外存文件为对象进行输入与输出。 串I/O: 对内存中指定的空间进行输入与输出。 C++的输入与输出 C++语言对输入输出的处理引入了“流”这个比文件抽象程度更高的概念。输入输出操作被看作数据在源设备对象与目标设备对象之间的流动。 C++的I/O流 C++的I/O流是由若干字节组成的字节序列，这些数据按顺序从一个对象流动到另一个对象。 系统开辟一个专用的内存区域用来临时存放输入/输出信息，称为缓冲区。I/O流可以是缓冲的，也可以是非缓冲的。引入缓冲的目的是为了提高系统的效率。通常情况使用缓冲流。 读操作在流数据抽象中被称为（从流中）提取。 写操作被称为（向流中）插入。 C++中的I/O流被定义为类，并形成了I/O流类库，用流类可以定义流对象。 C++中I/O流类继承层次 （1) 基础类ios是所有流类的根。它有四个直接派生类：istream、ostream、fstreambase和strstreambase，它们是流类库中的基本流类。 （2) istream和ostream是ios直接派生类,其功能是将数据格式化或非格式化数据与流缓冲区之间作转换处理。 （3) istream_withassign，ostream_withassign分别从istream和ostream类派生，并定义了cin,cout流，作标准输入和输出处理。 （4）而iostream是istream和ostream类的多继承派生类，用来操作文件流的标准输入/输出。 （5）ifstream是istream和fstreambase的多继承派生类，用于处理文件的输入。 （6）ofstream是ostream和fstreambase的多继承派生类，用于处理文件的输出。 （7）strstreambase类字符串流类基类，派生出istrstream、ostrstream和strstream类。 （8）istream_withassign类和ostream_withsaaign类用来实现标准输入输出功能 从键盘输入时用cin流，向显示器输出时用cout流，向显示器输出出错信息时用cerr和clog流。 流缓冲区类 在C++I/O类库定义文件iostream.h中有一个streambuf类，它用来提供物理设备的接口。缓冲区由一段预留的字符存储空间和两个指针组成，两个指针分别指向字符要被插入或被取出的位置。 streambuf类定义了一组缓冲或处理流的通用方法，诸如设置缓冲区，移动指针，存、取字符等。 streambuf类有三个派生类，其中： （1）conbuf在constream.h中定义，提供光标控制、清屏，定义活动窗口等控制台操作接口和I/O缓冲区管理功能。 （2）filebuf在fstream.h中定义，它用来维护文件缓冲区的打开，关闭，读、写，建立磁盘文件的内存代理。 （3）strstreambuf在strstream.h中定义，提供在内存进行提取和插入操作的缓冲区管理。 流缓冲区类的派生关系 2. 标准输出流 cout流对象 cerr流对象 clog流对象 cout流对象 cout流在内存中开辟了对应缓冲区用于存放流中的数据，当向cout流插入一个endl时，无论缓冲区是否已满，都立即输出流中所有数据，然后插入一个换行符，并刷新流（清空缓冲区）。如果插入一个换行符‘\n’，则只输出流中数据，但不清空缓冲区。 和用于用户自定义数据类型时，需要进行运算符重载。 cerr流对象 cerr流用法与cout流类似，但只能向显示器输出出错信息；而cout流还可重定向到磁盘文件。 clog流对象 clog流作用与cerr流相同，但cerr流没有缓冲区，clog流则有对应的缓冲区，当缓冲区满或遇到endl时向显示器输出。 格式输出 1.使用控制符控制输出格式 （需要包含头文件iomanip） 2.用流对象成员函数控制输出格式 使用控制符控制输出格式 用流对象成员函数控制输出格式 流成员函数put