谭浩强C++课件第13章.ppt

第13章 输入输出流 13.1 C++ 的输入和输出 13.2 标准输出流 13.3 标准输入流 13.4 文件操作与文件流 13.5 字符串流 13.1 C++ 的输入和输出 输入输出的含义 以前所用到的输入和输出，都是以终端为对象的，即从键盘输入数据，运行结果输出到显示器屏幕上。从操作系统的角度看，每一个与主机相连的输入输出设备都被看作一个文件。除了以终端为对象进行输入和输出外，还经常用磁盘(光盘)作为输入输出对象，磁盘文件既可以作为输入文件，也可以作为输出文件。 程序的输入指的是从输入文件将数据传送给程序，程序的输出指的是从程序将数据传送给输出文件。 C++ 的输入与输出包括以下3方面的内容: （1） 对系统指定的标准设备的输入和输出。即从键盘输入数据，输出到显示器屏幕。这种输入输出称为标准的输入输出，简称标准 I/O。 （2） 以外存磁盘文件为对象进行输入和输出，即从磁盘文件输入数据，数据输出到磁盘文件。以外存文件为对象的输入输出称为文件的输入输出，简称文件 I/O。 （3） 对内存中指定的空间进行输入和输出。通常指定一个字符数组作为存储空间(实际上可以利用该空间存储任何信息)。这种输入和输出称为字符串输入输出，简称串 I/O。 C++ 采取不同的方法来实现以上3种输入输出。 为了实现数据的有效流动， C++ 系统提供了庞大的 I/O 类库，调用不同的类去实现不同的功能。 C++ 的 I/O 对 C 的发展——类型安全和可扩展性 在 C 语言中，用 printf 和 scanf 进行输入输出，往往不能保证所输入输出的数据是可靠的、安全的。 在 C++ 的输入输出中，编译系统对数据类型进行严格的检查，凡是类型不正确的数据都不可能通过编译。因此 C++ 的 I/O 操作是类型安全( type safe) 的。 C++ 的 I/O 操作是可扩展的，不仅可以用来输入输出标准类型的数据，也可以用于用户自定义类型的数据。 C++ 对标准类型的数据和对用户声明类型数据的输入输出，采用同样的方法处理。 C++ 通过 I/O 类库来实现丰富的 I/O 功能。 C++ 的输入输出优于 C 语言中的 printf 和 scanf， 但是比较复杂，要掌握许多细节。 C++ 的输入输出流 C++ 的输入输出流是指由若干字节组成的字节序列，这些字节中的数据按顺序从一个对象传送到另一对象。流表示了信息从源到目的端的流动。在输入操作时，字节流从输入设备(如键盘、磁盘)流向内存，在输出操作时，字节流从内存流向输出设备(如屏幕、打印机、磁盘等)。流中的内容可以是 ASCII 字符、二进制形式的数据、图形图像、数字音频视频或其他形式的信息。 实际上，在内存中为每一个数据流开辟一个内存缓冲区，用来存放流中的数据。流是与内存缓冲区相对应的，或者说，缓冲区中的数据就是流。 在 C++ 中，输入输出流被定义为类。 C++ 的 I/O 库中的类称为流类( stream class)。 用流类定义的对象称为流对象。 cout 和 cin 并不是 C++ 语言中提供的语句，它们是 iostream 类的对象，在未学习类和对象时，在不致引起误解的前提下，为叙述方便，把它们称为 cout 语句和 cin 语句。 在学习了类和对象后，我们对 C++ 的输入输出应当有更深刻的认识。 1. iostream 类库中有关的类 C++ 编译系统提供了用于输入输出的 iostream 类库。 iostream 这个单词是由3个部分组成的，即 i-o-stream， 意为输入输出流。在 iostream 类库中包含许多用于输入输出的类。常用的见书中表13.1。 ios 是抽象基类，由它派生出 istream 类和 ostream 类，两个类名中第1个字母 i 和 o 分别代表输入( input) 和输出( output)。istream 类支持输入操作， ostream 类支持输出操作， iostream 类支持输入输出操作。 iostream 类是从 istream 类和 ostream 类通过多重继承而派生的类。其继承层次见图13.1表示。 图13.1 C++ 对文件的输入输出需要用 ifstream 和 ofstream 类，两个类名中第1个字母 i 和 o 分别代表输入和输出，第2个字母 f 代表文件( file)。ifstream 支持对文件的输入操作， ofstream 支持对文件的输出操作。类 ifstream 继承了类 istream， 类 ofstream 继承了类 ostream， 类 fstream 继承了类 iostream。 见图13.2。 图13.2 I/O 类库中还有其他类，见图13.3。 图13.3 2. 与 iostream 类库有关的头文