本來想好好總結(jié)下C++輸入輸出流的
內(nèi)容，看到GitHub上面xuelangZF，總結(jié)的已經(jīng)非常好了，在此轉(zhuǎn)載過來，原文網(wǎng)址：https://github.com/xuelangZF/CS_Offer/blob/master/C%2B%2B/InputOutput.md

C++ 輸入輸出流

輸入和輸出并不是C++語言中的正式組成成分。C和C++本身都沒有為輸入和輸出提供專門的語句結(jié)構(gòu)。輸入輸出不是由C++本身定義的，而是在編譯系統(tǒng)提供的I/O庫中定義的。

C++ 的程序把輸入和輸出看做字節(jié)流。輸入時，程序從輸入流中抽取字節(jié)；輸出時，程序?qū)⒆止?jié)插入輸出流中，流充當(dāng)了程序和流源或流目標(biāo)之間的橋梁。

C++輸入輸出中有兩個基類，分別為ios_base和ios，而基于這兩個基類實現(xiàn)了輸入流istream和輸出流ostream，然后基于這兩個流實現(xiàn)了針對三種不同應(yīng)用的類（或?qū)ο?#xff09;：

標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出：為了程序員使用方便，C++直接以對象的形式提供了幾個標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出工具，分別為：cin(標(biāo)準(zhǔn)輸入)，cout(標(biāo)準(zhǔn)輸出)，cerr(不帶緩存的標(biāo)準(zhǔn)錯誤輸出)，clog(帶緩存的標(biāo)準(zhǔn)錯誤輸出)。

文件輸入輸出：C++ 提供了三個類以方便程序員進行文件讀寫操作，分別為：ifstream（讀文件），ofstream（寫文件），fstream（讀寫文件）

字符串輸入輸出流：將字符串作為輸入輸出流進行處理，有三個對應(yīng)的類，分別為：istringstream（字符串輸入流），ostringstream（字符串輸出流），stringstream（字符串輸入輸出流）。

如下圖：

注意 I/O 對象不能進行拷貝或者賦值操作！

I/O 操作一個與生俱來的問題是可能發(fā)生錯誤，I/O類定義了一些函數(shù)和標(biāo)志，用來訪問和操縱流的條件狀態(tài)。一共有4個流狀態(tài)：

• strm::badbit：流已經(jīng)崩潰
• strm::failbit：有一個 I/O 操作失敗
• strm::eofbit：到達文件結(jié)尾
• strm::goodbit：用來指出流未處于錯誤狀態(tài)

一旦一個流發(fā)生錯誤，其上后續(xù)的 IO 操作都會失敗，只有當(dāng)一個流處于無錯狀態(tài)時，才可以從它讀取數(shù)據(jù)，向它寫入數(shù)據(jù)。確保一個流對象的狀態(tài)的最簡單的方法是將它當(dāng)作一個條件來使用。

while(cin >> word){// 讀操作成功 }

標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出

使用?cin?讀取數(shù)據(jù)，操作符讀取指定類型的數(shù)據(jù)，直到與目標(biāo)類型不匹配的第一個字符為止，期間會跳過空格，制表符和tab。

注意，不能用cin語句把空格字符和回車換行符作為字符輸入給字符變量，它們將被跳過。如果想將空格字符或回車換行符(或任何其他鍵盤上的字符)輸入給字符變量，可以使用getchar函數(shù)。

使用?cout?輸出數(shù)據(jù)時，可以使用控制符（控制符在頭文件 iomanip 中），來進行格式化輸出。例如要求以十六進制或八進制形式輸出一個整數(shù)，或者對輸出的小數(shù)只保留兩位小數(shù)等。常用的控制符如下：

控制符作用

dec	設(shè)置數(shù)值的基數(shù)為10
hex	設(shè)置數(shù)值的基數(shù)為16
oct	設(shè)置數(shù)值的基數(shù)為8
setprecision(n)	設(shè)置浮點數(shù)的精度為n位。在以一般十進制小數(shù)形式輸出時，n代表有效數(shù)字。在以fixed(固定小數(shù)位數(shù))形式和 scientific(指數(shù))形式輸出時，n為小數(shù)位數(shù)
setw(n)	設(shè)置字段寬度為n位
setiosflags( ios::fixed)	設(shè)置浮點數(shù)以固定的小數(shù)位數(shù)顯示(ios::left 左對齊，ios::right 數(shù)據(jù)右對齊)

文件輸入輸出

文件流是以外存文件為輸入輸出對象的數(shù)據(jù)流。輸出文件流是從內(nèi)存流向外存文件的數(shù)據(jù)，輸入文件流是從外存文件流向內(nèi)存的數(shù)據(jù)。每一個文件流都有一個內(nèi)存緩沖區(qū)與之對應(yīng)。

頭文件 fstream 定義了3個用于文件操作的文件類：

• ifstream類，它是從istream類派生的，用來支持從磁盤文件的輸入。
• ofstream類，它是從ostream類派生的，用來支持向磁盤文件的輸出。
• fstream類，它是從iostream類派生的，用來支持對磁盤文件的輸入輸出。

要以磁盤文件為對象進行輸入輸出，必須定義一個文件流類的對象，并將對象與文件關(guān)聯(lián)起來。其實在用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備為對象的輸入輸出中，也是要定義流對象的，如cin、cout就是流對象，C++是通過流對象進行輸入輸出的。由于cin、cout已在iostream.h中事先定義，所以用戶不需自己定義。在用磁盤文件時，由于情況各異，無法事先統(tǒng)一定義，必須由用戶自己定義。

每一個文件流對象都定義了一個成員函數(shù) open 來定位給定的文件，并視情況打開為讀或?qū)懩Ｊ健Ｈ绻趧?chuàng)建文件流對象時，提供了文件名，則open會被自動調(diào)用。沒有提供文件名，將會創(chuàng)建空文件流對象，可以隨后調(diào)用 open 將它與文件關(guān)聯(lián)起來。

ifstream in(ifile); // 構(gòu)造一個 ifstream 對象并打開給定文件； ofstream out; // 輸出文件流，未關(guān)聯(lián)任何文件 out.open(ofile); // 打開指定文件

調(diào)用 open 可能會失敗（相應(yīng)文件不存在或者對一個打開的文件流再次調(diào)用open），因此需要檢查 open 是否成功：

if(out)

一旦一個文件流已經(jīng)打開，就會保持與對應(yīng)文件的關(guān)聯(lián)。為了將文件流關(guān)聯(lián)到另一個文件，必須首先用 close 函數(shù)關(guān)閉已經(jīng)關(guān)聯(lián)的文件。

out.close(); out.open(ofile_2);

注意，當(dāng)一個 ifstream 對象離開其作用域時，與之關(guān)聯(lián)的文件會自動關(guān)閉。

文件模式

每個流都有一個關(guān)聯(lián)的 文件模式（file mode），用來指出如何使用文件。

文件模式描述

in	以讀方式打開
out	以寫方式打開
app	每次寫操作均定位到文件末尾，只要沒有trunc，就可以設(shè)定app
ate	打開文件后立即定位到文件末尾，適用于任何類型的文件流對象
trunc	截斷文件（out被設(shè)定才可設(shè)定trunc，out默認(rèn)是trunc的）
binary	以二進制方式進行 IO，適用于任何類型的文件流對象

每個文件流類型都定義了一個默認(rèn)的文件模式，ifstream 關(guān)聯(lián)的文件默認(rèn) in 打開，ofstream 關(guān)聯(lián)的文件默認(rèn) out 模式打開，fstream 關(guān)聯(lián)的文件默認(rèn) in 和 out 打開。下面是一些打開時選定模式的例子：

ofstream outfile("filename", ofstream::out); // 隱含截斷文件 ofstream outfile("filename", ofstream::app); // 追加模式

字符串輸入輸出

sstream 頭文件定義了三個類型來支持內(nèi)存 IO，這些類型可以向 string 寫入數(shù)據(jù)，從 string 讀取數(shù)據(jù)，就像 string 是一個 IO 流一樣。

輸出時數(shù)據(jù)不是流向外存文件，而是流向內(nèi)存中的一個存儲空間。輸入時從內(nèi)存中的存儲空間讀取數(shù)據(jù)。在嚴(yán)格的意義上說，這不屬于輸入輸出，稱為讀寫比較合適。 因為輸入輸出一般指的是在計算機內(nèi)存與計算機外的文件（外部設(shè)備也視為文件）之間 的數(shù)據(jù)傳送。

sstream 定義來的類型增加了一些成員來管理與流相關(guān)聯(lián)的 string，可以對 stringstream 對象調(diào)用這些操作，但不能對其它 IO 調(diào)用。

• stringstream strm： 未綁定的 stringstream 對象；
• stringstream strm(s)：一個 stringstream 對象，保存了 string s 的一個拷貝；
• strm.str()：返回 strm 所保存的 string 的拷貝；
• strm.str(s)：將 string s拷貝到 strm 中，返回 void.

對字符串流的幾點說明：

用字符串流時不需要打開和關(guān)閉文件。

通過字符串流從字符數(shù)組讀數(shù)據(jù)就如同從鍵盤讀數(shù)據(jù)一樣，可以從字符數(shù)組讀入字符數(shù)據(jù)，也可以讀入整數(shù)、浮點數(shù)或其他類型數(shù)據(jù)。如果不用字符串流，只能從字符數(shù)組逐個訪問字符，而不能按其他類型的數(shù)據(jù)形式讀取數(shù)據(jù)。這是用字符串流訪問字符數(shù)組的優(yōu)點，使用方便靈活。

一個簡單的例子，反轉(zhuǎn) vector 中的數(shù)字：

vector<int> nums{123,456,789}; vector<int> reversed_nums; for(auto n : nums){ostringstream digit;digit << n;string str_n = digit.str();reverse(str_n.begin(), str_n.end());int reversed_n;istringstream rev_n(str_n);rev_n >> reversed_n;reversed_nums.push_back(reversed_n); } // reversed_nums: {321, 654, 987}

我們知道在要求使用基類對象的地方，可以使用繼承類型的對象取代，所以在接受一個 iostream 類型引用或者指針參數(shù)的函數(shù)，可以用一個對應(yīng)的 fstream(或 sstream)類型來調(diào)用。

相關(guān)函數(shù)

istream, ostream 類提供了許多函數(shù)，常用的有 get, getline 等。

std::istream::get?從輸入流中讀取一個字符，賦給字符變量ch，常用的原型為：

istream& get (char& c);

std::istream::getline?從輸入流中讀取字符，直到遇到終止符號，默認(rèn)換行符為終止符號，讀到換行符后，丟棄換行符（C++ 還提供一個功能類似的全局函數(shù) std::getline）。常用的原型如下：

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

用getline函數(shù)從輸入流讀字符時，遇到終止標(biāo)志字符時結(jié)束，指針移到該終止標(biāo)志字符之后，下一個getline函數(shù)將從該終止標(biāo)志的下一個字符開始接著讀入。如果用cin.get函數(shù)從輸入流讀字符時，遇終止標(biāo)志字符時停止讀取，指針不向后移動，仍然停留在原位置，下一次讀取時仍從該終止標(biāo)志字符開始，這是getline函數(shù)和get函數(shù)不同之處。簡單來說，getline將丟棄換行符，而get()將換行符保留在輸入序列里，千萬要注意 get 之后的換行符（?>> 操作符也不會丟棄換行符，同樣需要注意）。

輸入輸出緩沖區(qū)

有時候程序會出現(xiàn)奇怪的輸出，或者輸入中讀取的數(shù)據(jù)和想象不一致，這通常是由于存在輸出輸入緩沖區(qū)導(dǎo)致的。

在定義流對象時，系統(tǒng)會在內(nèi)存中開辟一段緩沖區(qū)，用來暫存輸入輸出流的數(shù)據(jù)。緩沖區(qū)是用作中介的內(nèi)存塊，它是將信息從設(shè)備傳輸?shù)匠绦蚧蛘邚某绦騻鬏數(shù)皆O(shè)備的臨時存儲工具，用以匹配程序和設(shè)備之間速率的差距。

輸出緩沖區(qū)

通常會把輸出流中內(nèi)容順序存放在輸出緩沖區(qū)中，直到輸出緩沖區(qū)滿或遇到cout語句中的endl(或'\n'，flush)為止，此時將緩沖區(qū)中已有的數(shù)據(jù)一起輸出，并清空緩沖區(qū)。看下面的例子：

#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h>int main(void) {int i;for(i=0; i<2; i++){fork();printf("-");}// 輸出 8 個 -return 0; }

輸入緩沖區(qū)

cin.ignore(a, ch)方法是從輸入流（cin）中提取字符，提取的字符被忽略（ignore）。如果遇到 a 個字母或者遇到 ch，則執(zhí)行終止；否則，它繼續(xù)等待。它的一個常用功能就是用來清除以回車結(jié)束的輸入緩沖區(qū)的內(nèi)容，消除上一次輸入對下一次輸入的影響。下面是一個簡單的示例：

char first, second;cout << "Please, enter a word: "; first = cin.get(); cin.clear(); cin.ignore(3);cout << "Please, enter another word: "; second = cin.get();cout << "The first word began by " << first << '\n'; cout << "The second word began by " << second << '\n';

如果輸入發(fā)生錯誤，那么流狀態(tài)會被標(biāo)記，必須用?cin.clear()?清除錯誤狀態(tài)，以使程序能正確適當(dāng)?shù)乩^續(xù)運行。

不建議使用?std::cin.sync()?丟棄緩沖區(qū)內(nèi)容，因為有的平臺并不支持（OS X就不支持）。

陷阱

OJ 輸入提前 break！！！有時候會犯這類錯誤，且不容易察覺。

while(cin >> p >> n){set<int> basket;int ans = -1;for(int i=0;i<n;i++){int xi;cin >> xi;if(basket.find(xi%p)!=basket.end()){ans = i+1;break; // 后面的數(shù)據(jù)并沒有讀，仍然在緩沖區(qū)中！！！}else{basket.insert(xi%p);}}cout << ans << endl; }

讀取操作時，>> 操作符?會跳過空白制表符，但是 getline 不會跳過。也就是說 getline 可能會讀取 >> 操作后剩余下的換行符。假設(shè)一個輸入流數(shù)據(jù)如下：

10 2
name Jack
name John

如果用下面的程序讀取數(shù)據(jù)：

cin >> N >> M; for(int i=0; i<2; i++){cin.getline(names[i]); }

那么讀到的names數(shù)組前兩項將會是 "", "name Jack"。因為 >> 讀完 M 后還剩下一個換行符，將被 getline 讀取到。解決辦法就是在 第一句后面加上一句，吃掉換行符。（后面就不用吃掉換行符了，因為 getline 會丟棄換行符）

cin >> N >> M; cin.get(); ...

參考

C++ Primer 文件輸入輸出
cplusplus: Clear Input Stream
cplusplus: Flush output stream buffer?How do I flush the cin buffer?
The difference between cin.ignore and cin.sync
C++輸入輸出詳解：C++標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出流、文件流、字符串流

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C++ 标准输入输出流的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。