C++标准I/O库：iostream, fstream, sstringstream - c++编程基础

在写代码的过程中，我们最常做的事就是io操作，无论是对控制台，还是文件。但一段时间不写代码就忘了，这里理一下C++标准I/O库的具体类和操作。

C++的标准I/O库包括我们经常使用的iostream，fstream，以及不太经常使用的stringstream。前两者是对控制台和文件的I/O操作，stringstream则可以使用I/O操作对内存中的数据进行格式化操作。C++的标准I/O操作相对与C来说，更加的简明，安全，但执行效率会有所下降。

标准I/O库类继承体系

对于编程语言来说，在概念上，从控制终端、磁盘文件以及内存中读取数据都应该不影响I/O操作，C++为了解决支持不同设备的字符流，通过面向对象的思想（废话了，你要不用这个思想，你还是什么C++），通过继承来实现一组类，分别处理控制终端、磁盘文件，以及内存数据的I/O操作，下图是引用cplusplus官网关于输入输出流类继承体系的关系图，自己画了一下，如下：

由上图可以知道，I/O操作的基类是ios_base，各个类的用途如下：

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"brush:java;">enum _Ios_Fmtflags { _S_boolalpha = 1L << 0, _S_dec = 1L << 1, _S_fixed = 1L << 2, _S_hex = 1L << 3, _S_internal = 1L << 4, _S_left = 1L << 5, _S_oct = 1L << 6, _S_right = 1L << 7, _S_scientific = 1L << 8, _S_showbase = 1L << 9, _S_showpoint = 1L << 10, _S_showpos = 1L << 11, _S_skipws = 1L << 12, _S_unitbuf = 1L << 13, _S_uppercase = 1L << 14, _S_adjustfield = _S_left | _S_right | _S_internal, _S_basefield = _S_dec | _S_oct | _S_hex, _S_floatfield = _S_scientific | _S_fixed, _S_ios_fmtflags_end = 1L << 16 };

文件打开模式

enum _Ios_Openmode 
    { 
      _S_app            = 1L << 0,
      _S_ate            = 1L << 1,
      _S_bin            = 1L << 2,
      _S_in             = 1L << 3,
      _S_out            = 1L << 4,
      _S_trunc          = 1L << 5,
      _S_ios_openmode_end = 1L << 16 
    };

流的状态标志

 enum _Ios_Iostate
    { 
      _S_goodbit                = 0,
      _S_badbit                 = 1L << 0,
      _S_eofbit                 = 1L << 1,
      _S_failbit                = 1L << 2,
      _S_ios_iostate_end = 1L << 16 
    };

I/O流的状态

为了更好地管理I/O操作，标准定义了一系列条件状态标志和函数，用来管理流对象，比如说是否可用，以及出现的错误。对于流的状态标志是在ios_base类中进行定义的，所以流的状态标志管理适用于终端、文件、string流对象。流的状态定义为：ios_base::iostate，具体有哪些值在ios_base中有定义，如下：

    typedef _Ios_Iostate iostate;
    static const iostate badbit =	_S_badbit;    //流被破坏 （流本身的问题）
    static const iostate eofbit =	_S_eofbit;    //流已到结尾
    static const iostate failbit =	_S_failbit;   //I/O失败（操作本身上的逻辑问题）
    static const iostate goodbit =	_S_goodbit;   //好流...正常

为了管理上述的状态标志，标准在ios类中提供了以下函数来进行处理：

iostate  rdstate() const                     //返回流的条件状态
void clear(iostate __state = goodbit);       //设置流的条件状态，默认设置为正常
void setstate(iostate __state);              //设置流的状态，和clear的区别：不会清除其他标志
bool good() const           //流的是否正常
bool eof() const            //流是否到结尾
bool fail() const           //流是否I/O失败
bool bad() const            //流是否被破坏

可以通过下面代码简单进行状态标志的测试：

#include 
   
    

using std::cout;
using std::cin;
using std::endl;

int main()
{
    int a;

    cin>>a;
    cout<<"goodbit: "<
    
     >a; cout<<"goodbit: "<
     
      输入1 a后显示如下： 
       
       
      1
goodbit: 1 eofbit: 0 failbit: 0 badbit: 0
a
goodbit: 0 eofbit: 0 failbit: 1 badbit: 0
 
      由上可知非法输入会导致I/O失败，failbit流标志生效。
  
      
  
      文件I/O操作 
  
      C++提供了ifstream和ofstream类负责文件I/O的读和写操作，类fstream负责文件的读写，继承关系文章开头已说明。前面说了，在ios_base基类中定义了文件打开模式， 
       
      typedef _Ios_Openmode openmode;

/// Seek to end before each write.
static const openmode app =         _S_app;

/// Open and seek to end immediately after opening.
static const openmode ate =         _S_ate;

/// Perform input and output in binary mode (as opposed to text mode).
static const openmo

C++标准I/O库：iostream, fstream, sstringstream(一)

标准I/O库类继承体系

I/O流的状态

文件I/O操作