【STL】iostream 编程：输入流成员函数

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本文介绍输入流成员函数，包括相关示例。

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目录

• [1 open 函数](#1 open 函数)
• [2 get 函数](#2 get 函数)
• [3 getline 函数](#3 getline 函数)
• [4 read 函数](#4 read 函数)
• • [4.1 概述](#4.1 概述)
  • [4.2 核心关键点](#4.2 核心关键点)
• [5 seekg 与 tellg 函数](#5 seekg 与 tellg 函数)
• [6 close 函数](#6 close 函数)

输入流成员函数用于磁盘输入，实现磁盘文件的读取操作。

1 open 函数

使用文件输入流 ifstream 时，需要将流对象和磁盘文件进行关联绑定。

有两种实现方式，两种写法的参数规则完全一致：

• 在构造函数中直接传入文件信息打开文件；
• 或是先创建流对象再调用 open 方法。

打开输入文件时可配置 ios_base::openmode 打开标志，默认打开模式为 ios::in（只读），多个标志之间可以使用按位或运算符 | 组合使用。
打开文件后，调用 fail() 成员函数即可判断文件是否正常打开（返回 true 代表文件不存在或打开失败）。

istream ifile("FILENAME");

if (ifile.fail())
// The file does not exist ...

2 get 函数

无格式成员函数 get 的读取逻辑和提取运算符 >> 大体相似，但存在两点区别：

1. get 会读取并保留空格、换行等空白字符；系统默认开启 skipws 标志，>> 运算符会自动舍弃空白字符；
2. 调用 get 时，几乎不会刷新与之绑定的输出流（例如 cout）；
   get 存在重载版本：传入字符缓冲区地址 + 最大可读字符数量。该重载用于限制写入数组的数据长度，示例代码如下：

// ioo_get_function.cpp
// compile with: /EHsc
// Type up to 24 characters and a terminating character.
// Any remaining characters can be extracted later.
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
   char line[25];
   cout << " Type a line terminated by carriage return\n>";
   cin.get( line, 25 );
   cout << line << endl;
}

运行结果：

补充：

1. 数组大小为 25，最多接收 24 个输入字符，数组最后一位自动填充字符串结束符 \0；
2. 按下的回车（换行符）不会被读入数组，而是残留在输入缓冲区中；
3. 若输入字符超过 24 位，超出部分会留在缓冲区，不会丢弃，可通过后续输入函数读取；

3 getline 函数

成员函数 getline 与 get 函数用法相近。两个函数都支持传入第三个参数，用来自定义输入的终止字符，默认终止字符为换行符 。二者都会在字符数组里预留一个字节用于存放字符串结束符 \0。

二者关键区别：get 读取停止后，终止字符依旧残留在输入流缓冲区中；而 getline 会读取并丢弃缓冲区里的终止字符。
如下示例为输入流指定了一个终止字符：

// getline_func.cpp
// compile with: /EHsc
#include <iostream>
using namespace std;

int main( )
{
   char line[100];
   cout << " Type a line terminated by 't'" << endl;
   cin.getline( line, 100, 't' );
   cout << line;
}

运行结果：

核心对比

特性	cin.get（缓冲区、长度、终止符）	cin.getline（缓冲区、长度、终止符）
终止字符	留在输入缓冲区	被读取并丢弃
读取空格	可以读取空格	可以读取空格
数组末尾	自动补 \0	自动补 \0

4 read 函数

4.1 概述

read 成员函数的作用：从文件读取原始字节流，写入到一块指定的内存空间中 。传入的长度参数用于指定本次需要读取的字节总数。若不指定读取长度，读取行为规则如下：读到文件物理末尾时自动停止；文本模式的文件中，一旦读取到内嵌的 EOF 字符，读取也会立刻停止。
下方实例演示：从薪资文件中读取一条二进制记录，并填充至结构体变量中。

#include <fstream>
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
   struct
   {
      double salary;
      char name[23];
   } employee;

   ifstream is( "payroll" );
   if( is ) {  // ios::operator void*()
      is.read( (char *) &employee, sizeof( employee ) );
      cout << employee.name << ' ' << employee.salary << endl;
   }
   else {
      cout << "ERROR: Cannot open file 'payroll'." << endl;
   }
}

程序前提要求：文件内每条数据的存储格式，必须和该结构体在内存中的排布完全一致，文件内部不能存放回车、换行这类文本换行符号。

4.2 核心关键点

1. 本质：纯粹的二进制整块拷贝
   • read 属于无格式原始读取，不会做任何字符解析、类型转换，只单纯搬运字节，是读写自定义结构体，二进制文件最常用的接口。
2. 参数解析
   • read(char* 内存起始地址，streamsize 字节数)
   • &employee 是结构体首地址，强制转为 char* 符合函数入参要求；sizeof(employee) 自动算出该结构体占用的总字节数，一次性读完整条记录。
3. 适用场景
   • 游戏存档、配置二进制文件、结构化数据本地持久化；禁止用在普通文本文件按行读取的场景。
4. 配套写入对应接口
   • 文件输出流的 write() 和 read() 成对使用，write 把结构体原样写入文件，read 原样读出。
5. 文本文件换行符干扰
   • 文本文件自带 \r\n 换行标识，会破坏结构体字节对齐，因此存储结构体数据必须用二进制模式打开文件。

5 seekg 与 tellg 函数

文件输入流内部维护一个读取位置指针，用来标记下一次读取数据的文件字节位置。seekg 函数可以手动修改该指针的位置。

#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;

int main( )
{
   char ch;

   ifstream tfile( "payroll" );
   if( tfile ) {
      tfile.seekg( 8 );        // Seek 8 bytes in (past salary)
      while ( tfile.good() ) { // EOF or failure stops the reading
         tfile.get( ch );
         if( !ch ) break;      // quit on null
         cout << ch;
      }
   }
   else {
      cout << "ERROR: Cannot open file 'payroll'." << endl;
   }
}

基本固定记录格式做数据管理时，可以用 【记录序号 * 单条记录字节大小】算出目标字节偏移量，配合 seekg 定位，再读取整条记录。
tellg 成员函数用于获取读取指针当前所在的文件位置，返回值为 streampos （该类型是标准库在 <iostream> 中定义的别名类型） 。

下面示例遍历文件，并打印出所有空格字符对应的字节位置：

#include <fstream>
#include <iostream>
using namespace std;

int main( )
{
   char ch;
   ifstream tfile( "payroll" );
   if( tfile ) {
       while ( tfile.good( ) ) {
          streampos here = tfile.tellg();
          tfile.get( ch );
          if ( ch == ' ' )
             cout << "\nPosition " << here << " is a space";
       }
   }
   else {
      cout << "ERROR: Cannot open file 'payroll'." << endl;
   }
}

说明：

1. 命名含义：
   • seekg：seek get → 调整读指针；对应输出流 seekp（seek put 写指针）；
   • tellg：tell get → 查询读指针当前坐标；
2. 典型用途
   • 二进制结构化文件随机读写，不用从头到尾遍历文件就能直接读取指定某一条数据；
3. 取值范围
   • streampos 本质是封装的整数类型，代表文件相对于文件头部的字节偏移值；

6 close 函数

close 成员函数会关闭当前输入流绑定的磁盘文件，同时释放操作系统分配的文件句柄资源 。

ifstream 对象被销毁时，其析构函数会自动执行文件关闭操作。但如果想要复用同一个流对象去先后打开多个不同的文件，就必须手动调用 close 关闭上一个文件。
补充：

1. 自动关闭场景

   • 局部的 ifstream 离开作用域销毁 → 析构函数自动 close，绝大多数简单文件读写无需手写 close()；

2. 必须手动 close 的场景

   ifstream fs;
   fs.open("a.txt");
   fs.close();    //关闭a.txt
   fs.open("b.txt");   //复用 fs 打开新文件 b.txt

   不执行 close 直接 open 新文件会造成文件资源异常。

3. 配套对应

   • ifstream 读文件用 close()；ofstream 写文件调用 close 还会强制刷新缓冲区数据写入磁盘；