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#x1f497;系列专栏#xff1a; 【C语言详解】 【数据结构详解】【C详解】
目录 1. C语言的输入与输出
2. 流是什么
3. CIO流
3.1 C标准IO流
3.2 C文件IO流
3.2.1 以写方式打开文件
3.2.1 以读方式打开文件
4 stringstre…✨个人主页 熬夜学编程的小林
系列专栏 【C语言详解】 【数据结构详解】【C详解】
目录 1. C语言的输入与输出
2. 流是什么
3. CIO流
3.1 C标准IO流
3.2 C文件IO流
3.2.1 以写方式打开文件
3.2.1 以读方式打开文件
4 stringstream的简单介绍 1. C语言的输入与输出 C语言中我们用到的最频繁的输入输出方式就是 scanf () 与 printf() 。 scanf(): 从标准输入设备(键盘)读取数据并将值存放在变量中。printf(): 将指定的文字/字符串输出到标准输出设备(屏幕)。注意宽度输出和精度输出控制。C语言借助了相应的缓冲区来进行输入与输出。如下图所示 对输入输出缓冲区的理解
1.可以屏蔽掉低级I/O的实现低级I/O的实现依赖操作系统本身内核的实现所以如果能够屏蔽这部分的差异可以很容易写出可移植的程序。2.可以使用这部分的内容实现“行”读取的行为对于计算机而言是没有“行”这个概念有了这部分就可以定义“行”的概念然后解析缓冲区的内容返回一个“行”。 2. 流是什么 “流”即是流动的意思是物质从一处向另一处流动的过程是对一种有序连续且具有方向性的数据 其单位可以是bit,byte,packet 的抽象描述。C流是指信息从外部输入设备如键盘向计算机内部如内存输入和从内存向外部输出设备显示器输出的过程。这种输入输出的过程被形象的比喻为“流”。 它的特性是有序连续、具有方向性。
为了实现这种流动C定义了I/O标准类库这些每个类都称为流/流类用以完成某方面的功能。
3. CIO流
C系统实现了一个庞大的类库其中ios为基类其他类都是直接或间接派生自ios类。 3.1 C标准IO流 C标准库提供了4个全局流对象cin、cout、cerr、clog使用cout进行标准输出即数据从内存流向控制台(显示器)。使用cin进行标准输入即数据通过键盘输入到程序中同时C标准库还提供了cerr用来进行标准错误的输出以及clog进行日志的输出从上图可以看出cout、cerr、clog是ostream类的三个不同的对象因此这三个对象现在基本没有区别只是应用场景不同。
在使用时候必须要包含文件并引入std标准命名空间。注意
1. cin为缓冲流。键盘输入的数据保存在缓冲区中当要提取时是从缓冲区中拿。如果一次输入过多会留在那儿慢慢用如果输入错了必须在回车之前修改如果回车键按下就无法挽回了。只有把输入缓冲区中的数据取完后才要求输入新的数据。2. 输入的数据类型必须与要提取的数据类型一致否则出错。出错只是在流的状态字state中对应位置位置1程序继续。3. 空格和回车都可以作为数据之间的分格符所以多个数据可以在一行输入也可以分行输入。但如果是字符型和字符串则空格ASCII码为32无法用cin输入字符串中也不能有空格。回车符也无法读入。4. cin和cout可以直接输入和输出内置类型数据原因标准库已经将所有内置类型的输入和输出全部重载了: 代码演示
int main()
{// 标准输出流cout xxxx endl;// 错误的标准输出流cerr yyyy endl;// 用于日志记录的标准输出流clog zzzz endl;int x 0;// 检查流的状态是否良好cout cin.good() endl;// 检查是否设置了 eofbitcout cin.eof() endl;// 检查是否设置了failbit或badbitcout cin.fail() endl;// 检查是否设置了badbit cout cin.bad() endl endl;cin x;cout x endl;cout cin.good() endl;cout cin.eof() endl;cout cin.fail() endl;cout cin.bad() endl endl;return 0;
} 运行结果
5. 对于自定义类型如果要支持cin和cout的标准输入输出需要对和进行重载。 6. 在线OJ中的输入和输出
对于IO类型的算法一般都需要循环输入输出严格按照题目的要求进行多一个少一个空格都不行。连续输入时vs系列编译器下在输入ctrlZ时结束
// 单个元素循环输入
while (cin a)
{// ...
}
// 多个元素循环输入
while (c a b c)
{// ...
}
// 整行接收
while (cin str)
{// ...
}
7. istream类型对象转换为逻辑条件判断值
istream operator (int val);
explicit operator bool() const;
实际上我们看到使用while(cini)去流中提取对象数据时调用的是operator返回值是istream类型的对象那么这里可以做逻辑条件值源自于istream的对象又调用了operator booloperator bool调用时如果接收流失败或者有结束标志则返回false。
日期类
class Date
{friend ostream operator (ostream out, const Date d);friend istream operator (istream in, Date d);
public:Date(int year 1, int month 1, int day 1):_year(year), _month(month), _day(day){}operator bool(){// 这里是随意写的假设输入_year为0则结束if (_year 0)return false;elsereturn true;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
istream operator (istream in, Date d)
{in d._year d._month d._day;return in;
}
ostream operator (ostream out, const Date d)
{out d._year d._month d._day;return out;
}
代码演示一
// C IO流使用面向对象运算符重载的方式
// 能更好的兼容自定义类型流插入和流提取
int main()
{// 自动识别类型的本质--函数重载// 内置类型可以直接使用--因为库里面ostream类型已经实现了int i 1;double j 2.2;cout i endl;cout j endl;// 自定义类型则需要我们自己重载 和 Date d(2022, 4, 10);cout d;while (d){cin d;cout d;}return 0;
}
运行结果 文件读写相关类
struct ServerInfo
{char _ip[32];//string _ip;int _port;Date _date;
};struct ConfigManager
{
public:ConfigManager(const char* filename test.txt):_filename(filename){}void WriteBin(const ServerInfo info){ofstream ofs(_filename, ios_base::out | ios_base::binary);// ostream write (const char* s, streamsize n);ofs.write((const char*)info, sizeof(ServerInfo));}void ReadBin(ServerInfo info){ifstream ifs(_filename, ios_base::in | ios_base::binary);// istream read (char* s, streamsize n);ifs.read((char*)info, sizeof(info));}void WriteText(const ServerInfo info){ofstream ofs(_filename);// 支持流插入写文件ofs info._ip info._port info._date;}void ReadText(ServerInfo info){ifstream ifs(_filename);// 支持流提取读文件ifs info._ip info._port info._date;}
private:string _filename; // 配置文件
};
二进制方式写文件 // 二进制方式读写文件(当成员是string时会有错误因为string读取的是地址// 而不是实际的字符串内容)
int main()
{ServerInfo winfo { 192.0.0.111, 80, { 2022, 4, 10 } };// 写文件ConfigManager cf_bin(test.bin);cf_bin.WriteBin(winfo);return 0;
} 运行结果 二进制方式读文件
int main()
{ConfigManager cf_bin(test.bin);ServerInfo rbinfo;// 读文件cf_bin.ReadBin(rbinfo);cout rbinfo._ip rbinfo._port rbinfo._date endl;return 0;
} 文本方式写文件
int main()
{ServerInfo winfo { 192.0.0.1xxxxxxxxxxxx, 80, { 2022, 4, 10 } };// 文本写ConfigManager cf_text(test.text);cf_text.WriteText(winfo);return 0;
}
运行结果 文本方式读文件
int main()
{ConfigManager cf_text(test.text);ServerInfo rtinfo;// 文本读cf_text.ReadText(rtinfo);cout rtinfo._ip rtinfo._port rtinfo._date endl;return 0;
}
运行结果 3.2 C文件IO流 C根据文件内容的数据格式分为二进制文件和文本文件。采用文件流对象操作文件的一般步骤1. 定义一个文件流对象
ifstream ifile(只输入用)ofstream ofile(只输出用)fstream iofile(既输入又输出用)
2. 使用文件流对象的成员函数打开一个磁盘文件使得文件流对象和磁盘文件之间建立联系 3. 使用提取和插入运算符对文件进行读写操作或使用成员函数进行读写 4. 关闭文件
3.2.1 以写方式打开文件
#includefstream// 写文件 ofstream
int main()
{// in:读 out:写 app:追加 binary:二进制// ofstream ofs(test.txt, ofstream::out);ofstream ofs(test.txt, ofstream::out | ofstream::app);// 写进文件中ofs yyyyyyyyy endl;return 0;
} 3.2.1 以读方式打开文件
代码演示
#includefstream// 读文件 ifstream
int main()
{// 二进制方式打开文件ifstream ifs(D:\\111期C\\linux\\Linux板书\\8-12-gdb详细使用.png, ifstream::in | ifstream::binary);// 获取一个字符char ch ifs.get();int n 0;while (ifs.good()){n;// cout ch;ch ifs.get();}cout n endl;cout cin.good() endl;cout cin.eof() endl;cout cin.fail() endl;cout cin.bad() endl endl;return 0;
}
运行结果 4 stringstream的简单介绍 在C语言中如果想要将一个整形变量的数据转化为字符串格式如何去做
1. 使用itoa()函数2. 使用sprintf()函数
但是两个函数在转化时都得需要先给出保存结果的空间那空间要给多大呢就不太好界定而且转化格式不匹配时可能还会得到错误的结果甚至程序崩溃。
代码演示
int main()
{int n 123456789;char s1[32];_itoa(n, s1, 10);char s2[32];sprintf(s2, %d, n);return 0;
}
运行结果 在C中可以使用stringstream类对象来避开此问题。在程序中如果想要使用stringstream必须要包含头文件 #includesstream。在该头文件下标准库三个类istringstream、ostringstream 和 stringstream分别用来进行流的输入、输出和输入输出操作本文主要介绍stringstream。 stringstream主要可以用来1. 将数值类型数据格式化为字符串
#includesstreamint main()
{int a 12345678;string sa;// 将一个整形变量转化为字符串存储到string类对象中stringstream s;s a;s sa;cout sa endl;// clear()// 注意多次转换时必须使用clear将上次转换状态清空掉// stringstreams在转换结尾时(即最后一个转换后),会将其内部状态设置为badbit// 因此下一次转换是必须调用clear()将状态重置为goodbit才可以转换// 但是clear()不会将stringstreams底层字符串清空掉// s.str();// 将stringstream底层管理string对象设置成,// 否则多次转换时会将结果全部累积在底层string对象中s.str();s.clear();// 清空s, 不清空会转化失败double d 12.34;// 将一个浮点数变量转化为字符串存储到string类对象中s d;s sa;cout sa endl;string sValue;sValue s.str();// str()方法返回stringsteam中管理的string类型cout sValue endl;return 0;
}
运行结果 2. 字符串拼接
int main()
{stringstream sstream;// 将多个字符串放入 sstream 中sstream first string,;sstream second string;cout strResult is: sstream.str() endl;// 清空 sstreamsstream.str();sstream third string;cout After clear, strResult is: sstream.str() endl;return 0;
}
运行结果 3. 序列化和反序列化结构数据
class Date
{friend ostream operator (ostream out, const Date d);friend istream operator (istream in, Date d);
public:Date(int year 1, int month 1, int day 1):_year(year), _month(month), _day(day){}
private:int _year;int _month;int _day;
};istream operator (istream in, Date d)
{in d._year d._month d._day;return in;
}ostream operator (ostream out, const Date d)
{out d._year d._month d._day;return out;
}struct ChatInfo
{string _name; // 名字int _id; // idDate _date; // 时间string _msg; // 聊天信息
};// 对标C语言sscanf sprintf
// ostringstream - 结构信息序列化为字符串
// istringstream - 字符串序列化结构信息
// stringstream - 两者均可int main()
{// 结构信息序列化为字符串ChatInfo winfo { 张三, 135246, { 2022, 4, 10 }, 晚上一起看电影吧 };ostringstream oos;cout winfo._name winfo._id winfo._date winfo._msg;string str oos.str();// 通过网络发送// send(str.c_str(), str.size());cout str endl;// receive// 字符串解析成结构化信息ChatInfo rInfo;istringstream iss;iss.str(str);iss rInfo._name rInfo._id rInfo._date rInfo._msg;cout ------------------------------------------------------- endl;cout 姓名 rInfo._name ( rInfo._id ) ;cout rInfo._date endl;cout rInfo._name : rInfo._msg endl;cout ------------------------------------------------------- endl;return 0;
}
运行结果
