1.C语言IO流
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：
- 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 - 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.流的概念
“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.C++IO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：
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- 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 - 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
操作 | 是否跳过空白符 | 读取内容 | 典型场景 |
|---|---|---|---|
cin >> ch; | 是 | 下一个非空白字符 | 读取用户输入的非空白字符（如姓名首字母） |
cin.get(ch); | 否 | 下一个字符（包括空白符） | 读取文件中的原始字符（如换行符） |
cin.getline(buf, size); | 否 | 读取一整行（直到换行符） | 读取包含空格的句子 |
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- 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 - 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ctrl + Z时结束
代码语言：javascript
AI代码解释
// 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) { // ... }istream类型对象转换为逻辑条件判断值
代码语言：javascript
AI代码解释
istream& operator>> (int& val); explicit operator bool() const;实际上我们看到使用while(cin>>i)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 bool，operator bool调用时如果接收流失败，或者有结束标志，则返回false
代码语言：javascript
AI代码解释
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; else return 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; } // 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; }3.2 C++文件IO流
C++的文件输入 / 输出（File I/O）通过标准库中的流类实现，主要涉及以下三个类：
ifstream（Input File Stream）：用于从文件读取数据（输入）ofstream（Output File Stream）：用于向文件写入数据（输出）fstream（File Stream）：支持读写操作，兼具ifstream和ofstream的功能
3.2.1 基本使用步骤
- 包含头文件
代码语言：javascript
AI代码解释
#include <fstream> // 文件流操作 #include <string> // 字符串操作（可选）- 打开文件 使用构造函数或
open()方法打开文件，需指定文件名和打开模式
打开模式（可选组合）：
ios::in：读模式（默认用于ifstream）ios::out：写模式（默认用于ofstream，会清空文件）ios::app：追加模式（不清空文件，在末尾写入，ios::out | ios::app：追加写入文件）ios::binary：二进制模式（用于非文本文件，ios::in | ios::binary：以二进制模式读取文件）ios::trunc：截断模式（打开时清空文件，默认与ios::out一起使用，ios::out | ios::trunc）
🔥值得注意的是：ios::是std的内部类，必须加上
代码语言：javascript
AI代码解释
// 方式1：使用构造函数 ifstream fin("input.txt"); // 读文件（默认模式为 ios::in） ofstream fout("output.txt"); // 写文件（默认模式为 ios::out） ofstream fapp("append.txt", ios::out | ios::app); // 追加模式 //创建文件的时候默认调用ios::out | ios::trunc // 方式2：使用 open() 方法（可先创建对象，后打开文件） fstream file; file.open("data.txt", ios::in | ios::out); // 读写模式- 检查文件是否成功打开
代码语言：javascript
AI代码解释
if (!fin.is_open()) { // 或直接用 if (!fin) cerr << "无法打开文件！" << endl; return 1; // 退出程序 }- 读写文件
写入文件：使用<<运算符（类似cout） 读取文件：使用>>运算符（类似cin）或getline()逐行读取
示例：
代码语言：javascript
AI代码解释
// 写入文件 fout << "Hello, World!" << endl; // 写入字符串和换行符 fout << 42 << " " << 3.14 << endl; // 写入数值 // 读取文件（按空格分隔） int num; double d; fin >> num >> d; // 从文件读取整数和浮点数 // 逐行读取文件 string line; while (getline(fin, line)) { // 每次读取一行，直到文件结束 cout << "读取的行：" << line << endl; }- 关闭文件
文件操作结束后，使用close()方法关闭文件
注意：对象析构时会自动关闭文件，但显式调用close()是良好习惯
代码语言：javascript
AI代码解释
fin.close(); // 关闭输入文件 fout.close(); // 关闭输出文件3.2.2 文件操作示例
- 写入文件（覆盖模式）
代码语言：javascript
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#include <fstream> #include <iostream> using namespace std; int main() { ofstream fout("data.txt"); // 打开文件（默认覆盖模式） if (!fout) { cerr << "无法打开文件！" << endl; return 1; } fout << "姓名：张三" << endl; fout << "年龄：20" << endl; fout << "成绩：95.5" << endl; fout.close(); // 关闭文件 return 0; }- 读取文件（逐行读取）
代码语言：javascript
AI代码解释
#include <fstream> #include <iostream> #include <string> using namespace std; int main() { ifstream fin("data.txt"); // 打开文件用于读取 if (!fin) { cerr << "无法打开文件！" << endl; return 1; } string line; while (getline(fin, line)) { // 逐行读取 cout << line << endl; } fin.close(); // 关闭文件 return 0; }- 追加写入文件
代码语言：javascript
AI代码解释
#include <fstream> #include <iostream> using namespace std; int main() { // 以追加模式打开文件（ios::app） ofstream fout("data.txt", ios:: | ios::app); if (!fout) { cerr << "无法打开文件！" << endl; return 1; } fout << "附加信息：优秀学生" << endl; fout.close(); return 0; }- 二进制文件读写
使用write()和read()方法操作二进制数据，需指定数据地址和长度
代码语言：javascript
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#include <fstream> using namespace std; struct Student { char name[20]; int age; double score; }; int main() { // 写入二进制文件 Student s = {"李四", 21, 89.5}; ofstream fout("student.bin", ios::binary); fout.write(reinterpret_cast<const char*>(&s), sizeof(Student)); fout.close(); // 读取二进制文件 Student readStudent; ifstream fin("student.bin", ios::binary); fin.read(reinterpret_cast<char*>(&readStudent), sizeof(Student)); fin.close(); return 0; }4.stringstream
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？
- 使用
itoa()函数 - 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
代码语言：javascript
AI代码解释
int main() { int n = 123456789; char s1[32]; _itoa(n, s1, 10); char s2[32]; sprintf(s2, "%d", n); char s3[32]; sprintf(s3, "%f", n); return 0; }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。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：
- 将数值类型数据格式化为字符串
代码语言：javascript
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#include<sstream> int 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; // 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; s << d; s >> sa; string sValue; sValue = s.str(); // str()方法：返回stringsteam中管理的string类型 cout << sValue << endl; return 0; }- 字符串拼接
代码语言：javascript
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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 sstream sstream.str(""); sstream << "third string"; cout << "After clear, strResult is: " << sstream.str() << endl; return 0; }- 序列化和反序列化结构数据
代码语言：javascript
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struct ChatInfo { string _name; // 名字 int _id; // id Date _date; // 时间 string _msg; // 聊天信息 }; 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 oss; oss << winfo._name << " " << winfo._id << " " << winfo._date << " " << winfo._msg; string str = oss.str(); cout << str << endl << endl; // 我们通过网络这个字符串发送给对象，实际开发中，信息相对更复杂， // 一般会选用Json、xml等方式进行更好的支持 // 字符串解析成结构信息 ChatInfo rInfo; istringstream iss(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; }注意：4.stringstream实际是在其底层维护了一个string类型的对象用来保存结果 5. 多次数据类型转化时，一定要用clear()来清空，才能正确转化，但clear()不会将stringstream底层的string对象清空 6. 可以使用s. str("")方法将底层string对象设置为""空字符串 7. 可以使用s.str()将让stringstream返回其底层的string对象 8.stringstream使用string类对象代替字符数组，可以避免缓冲区溢出的危险，而且其会对参数类型进行推演，不需要格式化控制，也不会出现格式化失败的风险，因此使用更方便，更安全
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