C++基础——输入输出（文件）

一、标准输入输出流

C++ 的输入输出是程序与用户或外部设备（如文件、网络等）之间交换信息的过程。

C++ 提供了丰富的标准库来支持这种交互，主要通过流的概念来实现。

流：抽象概念，表示一连串的数据（字节或字符），数据按先进先出的顺序传输。

输入流是从外部源到程序的数据传输，而输出流则是从程序到外部目标的数据传输。

C++输入/输出类的层次结构

解释：

ios_base：这是IO流的基本信息类，它定义了所有IO流共有的属性和行为。

ios：这是IO流的基类，它继承自ios_base。ios类提供了通用的输入和输出功能。

istream：这是一个通用的输入类，它继承自ios。

cin对象是istream的一个实例，用于从标准输入（通常是键盘）读取数据。

ostream：这是一个通用的输出类，它继承自ios。

cout和cerr对象都是ostream的实例，分别用于向标准输出（通常是屏幕）和错误 输出写入数据。

iostream：这是一个通用的输入/输出类，它同时继承自istream和ostream。

iostream类可以进行双向的数据传输。

ifstream：这是一个文件输入类，它继承自istream。ifstream类用于从文件中读取数据。

ofstream：这是一个文件输出类，它继承自ostream。ofstream类用于向文件中写入数据。

fstream：这是一个文件输入/输出类，它同时继承自ifstream和ofstream。

fstream类可以对文件进行双向的数据传输。

输入输出cin/cout和提取符和操作符：

在C++中，cin 和 cout 是两个常用的I/O流对象，它们分别代表标准输入流和标准输出流。

在C++中，>> 和 << 是两个常用的流操作符，它们分别用于从输入流中读取数据和向输出流写入数据。

通常两者结合

#include<iostream>

int main()
{
	int a;
	std::cin >> a;
	std::cout << a;
	return 0;
}

//输入：1
//输出结果是：1

get与getline函数：

get和getline函数都有两个用法 :

std::cin.get和std::get，std::cin.getline和std::getline

std::cin.get和std::cin.getline是在std::istream 类的成员函数

std::get和std::getline是标准库里的函数

两者的区别：

处理换行符：getline函数在读取完一行后会自动丢弃换行符，而get函数（特别是带有分隔符的版本）会保留分隔符（通常是换行符）在输入队列中。

目标容器：get通常用于填充字符数组，而std::getline的全局版本可以直接读入std::string。

自动终止：getline在达到指定长度或遇到分隔符时会自动停止并处理字符串结束标志，而使用get时可能需要手动处理字符串的结束。

get函数的使用：

std::get

std::get一般为访问一些容器中的元素：

举例子：

访问元组里的元素

std::tuple<int, std::string> my(10, "Test");
int i = std::get<0>(my); 
// 访问第一个元素，类型为 int
std::string s = std::get<1>(my); 
// 访问第二个元素，类型为 std::string
// 这里，get 是模板函数，它的模板参数是元素的位置（从0开始），返回对应类型引用。

std::cin.get

1.std::cin.gin()

这个版本没有参数，它从输入流中读取下一个字符，包括空格和换行符。

如果到达文件尾或者遇到错误，它会返回 EOF（通常定义为 -1），否则返回读取字符的 ASCII 值。

功能：主要是读入缓存区里的换行符

2.std::cin.get(a)

a是要输入数据的变量名

3.std::cin.get(a,b)

a是要输入数据的变量名，b是要读入的字符数会读入n-1个字符，最后一个是'/0'

4.std::cin.get(a,b,c)

a是要输入数据的变量名，b是要读入的字符数会读入n-1个字符，最后一个是'/0',c是要遇到哪个字符就提前结束输入

getline函数的使用：

std::getline

针对于string容器、

有两种常用的用法：

istream& getline(istream& is, string& str);

从输入流is读取字符直到遇到换行符（\n），并将读取的内容（不包括换行符）存入str中。

#include<iostream>
#include<string>
int main()
{
	std::string a;
	std::getline(std::cin, a);
	std::cout << a;
	return 0;
}

如果之前str已有内容，这些内容会被新读取的字符串覆盖。

istream& getline(istream& is, string& str, char delim);

同上，但允许用户指定分隔符delim。

当遇到此分隔符时停止读取，并将读取的内容（不包括分隔符）存入str。

#include<iostream>
#include<string>
int main()
{
	std::string a;
	std::getline(std::cin, a,'a');
	std::cout << a;
	return 0;
}

std::cin.getline

istream& getline(char* s, streamsize n);

从输入流读取最多n个字符（不包括终止的空字符'\0'）到字符数组s中。

如果在读取n-1个字符之前遇到文件结束或换行符，则停止读取，并在s末尾添加'\0'。

istream& getline(char* s, streamsize n, char delim);

类似于上一个版本，但读取会在遇到delim字符或读取n-1个字符后停止，并在s末尾添加'\0'。

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二、文件输入输出流：

程序运行时，产生的数据都属于临时数据，程序一旦运行结束就会被释放，通过文件可以将数据持久化。

C++中对文件进行操作需要包含头文件<fstream>

文件类型：

文本文件-文件以文本的ASCII码形式存储在计算机中

二进制文件-文件以文本的二进制形式存储在计算机中，用户一般不能直接读懂他们

操作文件的三大类：

ofstream:写操作 ifstream:读操作 fstream:读写操作

|-------------|--------------------------------|
| ios::in | 为输入(读)而打开文件 |
| ios::out | 为输出(写)而打开文件 |
| ios::ate | 初始位置：文件尾 |
| ios::app | 所有输出附加在文件末尾 |
| ios::trunc | 如果文件已存在则先清空该文件，若文件不存在则创建文件 |
| ios::binary | 二进制方式打开，不做字符转换（别用string 有大bug） |

这些表示符可以 用 | 进行组合

写文件：

简单的写一个文件：

#include<iostream>
#include<fstream>
int main()
{
	std::ofstream is;
	is.open("test.txt",std::ios::out);
	is << "aaaa";
	is.close();
	return 0;
}

如果不指定文件路径，默认和你项目的文件路径一样

运行结果：

实际产生的文件：

也可以使用write进行写文件

流对象.write(指向要写入数据的缓冲区的指针,字节数)

读文件：

#include<iostream>
#include<fstream>
int main()
{
	std::ifstream os;
	os.open("test.txt",std::ios::in);
	//第一种
	/*char put[10] = { 0 };
	while (os>>buf)
	{
		std::cout << put << endl;
	}*/
	//第二种
	/*char buf[10] = { 0 };
	while (ifs.getline(put,sizeof(put)))
	{
		std::cout << put << endl;
	}*/
	//第三种
	/*#include<string>
    string put;
	while (getline(os,buf))
	{
		std::cout << put << endl;
	}*/
	//第四种-不推荐
	char c;
	while ((c = os.get()) != EOF)
	{
		std::cout << c;
	}
	os.close();
	return 0;
}

结果是：