C++程序设计--对象分册(第4章).ppt

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1、第第4章章 输入输出流输入输出流 n本章学习重点掌握内容：本章学习重点掌握内容：n输入输出流类体系结构输入输出流类体系结构 n输入输出流的格式化输入输出流的格式化n输入输出流对象输入输出流对象n文本文件和二进制文件的输入和输出文本文件和二进制文件的输入和输出n综合应用实例综合应用实例12/26/20221第第4章章 输入输出流输入输出流 n4.1 输入输出流基本概念输入输出流基本概念 n4.2 输入输出流类体系输入输出流类体系 n4.3 I/O流操作流操作 n4.4 文件流和文件的输入输出文件流和文件的输入输出 n4.5 字符串流字符串流 n4.6 重载插入和提取运算符重载插入和提取运算符12

2、/26/202224.1 输入输出流基本概念输入输出流基本概念 1、流流 流是一种抽象，它负责在数据的流是一种抽象，它负责在数据的生产者生产者（程序（程序/文件）和数据的文件）和数据的消费者消费者（文件（文件/程序）之间建程序）之间建立联系，并管理数据的流动。立联系，并管理数据的流动。2、字节流、字节流 字节流分为字符流（也称文本流）和二进制流。字节流分为字符流（也称文本流）和二进制流。字符流在数据传输时需作转换，效率较低。但字符流在数据传输时需作转换，效率较低。但可以直接编辑，显示或打印。可以直接编辑，显示或打印。12/26/202234.1 输入输出流基本概念输入输出流基本概念 二进制流将

3、字节流的每个字节以二进制二进制流将字节流的每个字节以二进制方式解释，它在数据传输时不作任何转方式解释，它在数据传输时不作任何转换，故效率高。但无法人工阅读，可移换，故效率高。但无法人工阅读，可移植性较差。植性较差。3、文件文件 文件是一般指存储在外部介质上数据的集合。文件是一般指存储在外部介质上数据的集合。计算机中的程序、数据、文档通常都组织成文计算机中的程序、数据、文档通常都组织成文件存放在外存储器中。件存放在外存储器中。12/26/202244.1 输入输出流基本概念输入输出流基本概念4、缓冲、缓冲 系统在主存中开辟的、用来临时存放输入输出系统在主存中开辟的、用来临时存放输入输出数据的区域

4、，成为输入输出缓冲区（简称缓冲数据的区域，成为输入输出缓冲区（简称缓冲区）。区）。5、命名空间、命名空间 命名空间，就是在程序的不同的模块中使用相命名空间，就是在程序的不同的模块中使用相同的名字表示不同的事物（实体）。目的是提同的名字表示不同的事物（实体）。目的是提供一种机制，使大程序的各个部分中因出现重供一种机制，使大程序的各个部分中因出现重名而导致冲突的可能性降到最低。名而导致冲突的可能性降到最低。12/26/202254.2 输入输出流类体系输入输出流类体系 C+为实现数据的输入和输出定义为实现数据的输入和输出定义了一个庞大的流类库，它包括的类主要了一个庞大的流类库，它包括的类主要有有i

5、os，istream，ostream，iostream，ifstream，ofstream，fstream等。类等。类istream和和ostream是是类类ios的公有派生类，分别提供输入和输的公有派生类，分别提供输入和输出操作。出操作。继承关系见下图继承关系见下图。12/26/202264.2.1 流类库流类库 12/26/202274.2.1 流类库流类库 C+I/O常用流类列表（常用流类列表（1）12/26/202284.2.1 流类库流类库C+I/O常用流类列表常用流类列表(2)12/26/202294.2.2 标准流对象标准流对象 C+语言在头文件语言在头文件 iostream.h

6、 中预定义了中预定义了 4个标个标准流类的对象：准流类的对象：n extern istream cin;/标准输入流对象标准输入流对象n extern ostreamcout;/标准输出流对象标准输出流对象n extern ostreamcerr;/标准错误流（非缓标准错误流（非缓冲）对象冲）对象n extern ostreamclog;/标准错误流对象标准错误流对象12/26/2022104.2.2 标准流对象标准流对象ncin 是是console input缩写。在默认的情况下，代表键缩写。在默认的情况下，代表键盘。盘。ncout 是是console output的缩写。在默认的情况下，的

7、缩写。在默认的情况下，代表显示器。代表显示器。ncerr和和clog 是是 console error和和console log的缩写。的缩写。在默认的情况下，代表显示器。这四个标准流中，在默认的情况下，代表显示器。这四个标准流中，cerr为非缓冲流，其余均为缓冲流。为非缓冲流，其余均为缓冲流。n输入就是从流中提取一个字节序列，输入就是从流中提取一个字节序列，C+用用“”运运算符表示提取，称为提取运算符。输出就是向流中插算符表示提取，称为提取运算符。输出就是向流中插入一个字节序列，用入一个字节序列，用“”运算符表示插入，称为插运算符表示插入，称为插入运算符。这两个运算符分别定义在类入运算符。这

8、两个运算符分别定义在类ostream和和istream中。中。12/26/2022114.2.2 标准流对象标准流对象【例例4.1】使用流使用流cout和和cerr实现数据的输出。实现数据的输出。#includevoid main(void)float a,b;cerr ab;if(b!=0)couta/b=a/bn;else cerr”除数为零除数为零!n”;12/26/2022124.3 I/O流操作流操作 I/O流的格式化。流的格式化。iomanip.h中预定义的格式控制符中预定义的格式控制符12/26/2022134.3 I/O流操作流操作n控制输出格式的流成员函数控制输出格式的流成员

9、函数 12/26/2022144.3 I/O流操作流操作n设置格式状态的格式标志设置格式状态的格式标志 12/26/2022154.3 I/O流操作流操作【例例4.2】用格式控制符用格式控制符setw、hex、dec指定输出数据指定输出数据的域宽和数制。的域宽和数制。#include#includevoid main(void)int a=256,b=128;cout setw(8)a”b=”bn;/Line1cout hexa”b=”decbn;/Line212/26/2022164.3 I/O流操作流操作【例例4.3】数据进制之间的转换。数据进制之间的转换。#include /因因ioma

10、nip.h中包含有中包含有iostream.h，所以该命令也可省略所以该命令也可省略#include void main()int x=30,y=300,z=1024;coutx y zendl;/按十进制输按十进制输出出 coutoctx y zendl;/按八按八进制输出进制输出 couthexx y zendl;/按十按十六进制输出六进制输出 12/26/2022174.3 I/O流操作流操作 coutsetiosflags(ios:showbase|ios:uppercase);/设置基指示符和数值中的字母大写输出设置基指示符和数值中的字母大写输出 coutx y zendl;/仍按仍

11、按十六进十六进 制输出制输出 coutresetiosflags(ios:showbase|ios:uppercase);/取消基指示符和数值中的字母大写输出取消基指示符和数值中的字母大写输出 coutx y zendl;/仍按仍按十六进制输出十六进制输出 coutdecx y zendl;/按十进制输出按十进制输出 其输出结果：30 300 102436 454 20001e 12c 4000X1E 0X12C 0X41e 12c 40030 300 102412/26/2022184.3 I/O流操作流操作【例例4.4】使用使用setw控制符为同一行中输出的不同数据控制符为同一行中输出的不

12、同数据 项分别指定宽度。项分别指定宽度。#include#includeusing namespace std;void main()double values=1.23,35.36,653.7,4258.24;char*names=Zoot,Jimmy,Al,Stan;for(int i=0;i4;i+)outsetw(6)namesisetw(10)valuesiendl;其输出结果：Zoot 1.23Jimmy 35.36Al 653.7Stan 4358.2412/26/2022194.3 I/O流操作流操作【例例4.5】使用使用cout的的width成员函数控制输出宽度为成员函数控制

13、输出宽度为10个字符宽，个字符宽，且按右对齐方式输出数值。且按右对齐方式输出数值。#include#includeusing namespace std;void main()double values=1.23,35.36,653.7,4258.24;char*names=Zoot,Jimmy,Al,Stan;for(int i=0;i4;i+)cout.width(10);cout.fill(*);coutvaluesiendl;其输出结果：*1.23*35.36*653.7*4358.2412/26/2022204.3 I/O流操作流操作【例例4.6】控制数据输出精度。控制数据输出精度。

14、#include#includeusing namespace std;void main()double values=1.23,35.36,653.7,4358.24;char*names=Zoot,Jimmy,Al,Stan;for(int i=0;i4;i+)coutsetiosflags(ios_base:left)setw(6)namesiresetiosflags(ios_base:left)setw(10)setprecision(1)valuesiendl;输出结果：Zoot 1Jimmy 4e+001Al 7e+002Stan 4e+00312/26/2022214.3 I

15、/O流操作流操作n输入输出流检测错误的输入输出流检测错误的操作操作【例例4.7】输入不正确的数据输入不正确的数据 时，导致程序出错。时，导致程序出错。#includevoid main(void)int i,s;char t80;couti;s=cin.rdstate();couts=sn;enum io_state goodbit=0 x00,eofbit =0 x01,failbit=0 x02,badbit =0 x04,hardfail=0 x80 ;int rdstate();int eof();int fail();int bad();int good();int clear(in

16、t flag=0);12/26/2022224.3 I/O流操作流操作while(s)cin.clear();cin.getline(t,80);couti;s=cin.rdstate();coutnum=i”很相像很相像。get函数在读入数据函数在读入数据时包括空白字符时包括空白字符。nGetline（）函数。（）函数。getline成员函数的功能成员函数的功能是允许从输入流中读取多个字符，并且允许是允许从输入流中读取多个字符，并且允许指定输入终止字符（默认值是换行字符），指定输入终止字符（默认值是换行字符），在读取完成后，从读取的内容中删除该终止在读取完成后，从读取的内容中删除该终止字符。

17、字符。12/26/2022244.3.2 用流成员函数实现输入输出用流成员函数实现输入输出【例例4.8】put函数应用举例，有一个字符串函数应用举例，有一个字符串“ENGLISH”，要求按反序输出。，要求按反序输出。#include void main()char*p=ENGLISH;for(int i=6;i=0;i-)cout.put(*(p+i);cout.put(n);运行结果：运行结果：HSILGNE。12/26/2022254.3.2 用流成员函数实现输入输出用流成员函数实现输入输出【例例4.9】get函数应用举例，从键盘接收字符并输出。函数应用举例，从键盘接收字符并输出。#inc

18、ludevoid main()char ch;while(ch=cin.get()!=EOF)cout.put(ch);运行时输入：运行时输入：Abc xyz 123 则输出结果：则输出结果：Abc xyz 12312/26/2022264.3.2 用流成员函数实现输入输出用流成员函数实现输入输出【例例4.10】getline函数应用举例，为输入流指定一个终止字符。函数应用举例，为输入流指定一个终止字符。本程序连续读入一串字符，直到遇到字符本程序连续读入一串字符，直到遇到字符“t”时停止，字符个数时停止，字符个数最多不超过最多不超过80个。个。#includevoid main()char l

19、ine100;coutType a line terminated by t endl;cin.getline(line,81,t);coutline;coutch;n用完文件后，使用文件流对象的成员函数关闭文件。例用完文件后，使用文件流对象的成员函数关闭文件。例如：如：infile.close();12/26/2022294.4.1 用流成员函数实现输入输出用流成员函数实现输入输出n文件流类常用成员函数文件流类常用成员函数 12/26/2022304.4.1 用流成员函数实现输入输出用流成员函数实现输入输出n文件打开方式说明文件打开方式说明 12/26/2022314.4.4 文本文件的输入

20、输出（读写）文本文件的输入输出（读写）【例例4.11】复制一个文本文件到一个目标文件当中。复制一个文本文件到一个目标文件当中。#includevoid main(void)char ch,f1256,f2256;coutf1;coutf2;ifstream in(f1,ios:in|ios:nocreate);12/26/2022324.4.4 文本文件的输入输出（读写）文本文件的输入输出（读写）ofstream out(f2);if(!in)coutn不能打开源文件不能打开源文件:f1;return;if(!out)coutn不能打开目标文件不能打开目标文件:ch)outch;in.clos

21、e();out.close();coutn复制完毕！复制完毕！n;12/26/2022334.4.4 文本文件的输入输出（读写）文本文件的输入输出（读写）【例例4.12】设文本文件设文本文件data1.txt中有若干实数，每个中有若干实数，每个实数之间用空格或换行符隔开。求出文件中的这些实数之间用空格或换行符隔开。求出文件中的这些实数的平均值和实数的个数。实数的平均值和实数的个数。#includevoid main(void)float sum=0,t;int count=0;ifstream in(data1.txt,ios:in|ios:nocreate);if(!in)coutt)/依次

22、读一个实数依次读一个实数 sum+=t,count+;coutn实数的平均值实数的平均值=sum/count,实数的个数实数的个数=count;in.close();可用记事本设置文件可用记事本设置文件data1.txt的内容为：的内容为：20 50.9 30.7 46.689 90.8 24 50 50程序运算结果：实数的平均值程序运算结果：实数的平均值=50.222，实数，实数的个数的个数=912/26/2022354.4.4 文本文件的输入输出（读写）文本文件的输入输出（读写）【例例4.13】在现有在现有data2.txt文件后面追加信息。文件后面追加信息。#include#includ

23、eusing namespace std;/std是是standard的缩写，标准的缩写，标准C+中必须存在的一个名字中必须存在的一个名字/空间的名字。包含标准空间的名字。包含标准C+类库所有的名字（类名、函数名类库所有的名字（类名、函数名等）。等）。int main()coutOpening output file.endl;ofstream ofile(data2.txt,ios:app);12/26/2022364.4.4 文本文件的输入输出（读写）文本文件的输入输出（读写）if(!ofile.fail()coutAppending to file.endl;ofile这是一个没有注释的

24、例子！这是一个没有注释的例子！;else coutopen fail.endl;return 0;可用记事本建立文本文件可用记事本建立文本文件data2.txt，并向文件写入：，并向文件写入：“C+程序设计。程序设计。”。12/26/2022374.4.5 二进制文件的输入输出（读写）二进制文件的输入输出（读写）n二进制文件的读操作用成员函数二进制文件的读操作用成员函数read（）：（）：istream&istream:read(char*t,int n);istream&istream:read(unsigned char*t,int n);istream&istream:read(sign

25、ed char*t,int n);12/26/2022384.4.5 二进制文件的输入输出（读写）二进制文件的输入输出（读写）n二进制文件的写操作用成员函数二进制文件的写操作用成员函数write（）：（）：ostream&ostream:write(const char*t,int n);ostream&ostream:write(const unsigned char*t,int n);ostream&ostream:write(const signed char*t,int n);12/26/2022394.4.5 二进制文件的输入输出（读写）二进制文件的输入输出（读写）【例例4.14】将

26、将1100之间的所有偶数存入二进制文件之间的所有偶数存入二进制文件data2.dat中。中。#includevoid main(void)ofstream out(data2.dat,ios:out|ios:binary);/Line1 if(!out)coutdata2.datn;return;for(int i=2;i100;i+=2)out.write(char*)&i,sizeof(int);out.close();coutn程序执行完毕！程序执行完毕！n;12/26/2022404.4.5 二进制文件的输入输出（读写）二进制文件的输入输出（读写）【例例4.15】写一个整型数组和一个浮

27、点型数组到二进制文件写一个整型数组和一个浮点型数组到二进制文件data3.dat中，然后从中，然后从data3.dat中读取数据，并显示。中读取数据，并显示。#include#includevoid main()int i_number5=10,20,30,40,50;float f_number5=1.53,2.2,3.0,4.0,5.55;int int_arr5;float float_arr5;ofstream out(data3.dat);/打开一个文件打开一个文件if(!out)coutcan not open data3n;return;12/26/2022414.4.5 二进制

28、文件的输入输出（读写）二进制文件的输入输出（读写）out.write(unsigned char*)&f_number,sizeof(f_number);/把把数组中的浮点数写入文件数组中的浮点数写入文件out.write(unsigned char*)&i_number,sizeof(i_number);/把把数组中的整数数写入文件数组中的整数数写入文件out.close();ifstream in(data3.dat);if(!in)coutcan not open data3n;return;in.read(unsigned char*)&float_arr,sizeof(float_a

29、rr);/从文件从文件把浮点数读入数组中把浮点数读入数组中in.read(unsigned char*)&int_arr,sizeof(int_arr);/从文件把整从文件把整数读入数组中数读入数组中in.close();12/26/2022424.4.5 二进制文件的输入输出（读写）二进制文件的输入输出（读写）for(int i=0;i5;i+)/显示浮点数显示浮点数coutfloat_arri;coutendl;for(i=0;i5;i+)/显示整数显示整数coutint_arri;coutendl;cout程序执行完毕！程序执行完毕！n;return;运行结果：运行结果：1.53 2.2

30、 3 4 5.5510 20 30 40 50 12/26/2022434.4.6 文件的随机访问文件的随机访问 C+把文件看作有序的把文件看作有序的n个字节的流个字节的流 12/26/2022444.4.6 文件的随机访问文件的随机访问n对于输入流来说，用于文件读写位置定的成员函数有：对于输入流来说，用于文件读写位置定的成员函数有：istream&istream:seekg(streampos);/绝对定位，相对绝对定位，相对于文件头于文件头 istream&istream:seekg(streamoff,ios:seek_dir);/相相对定位对定位 streampos istream:t

31、ellg();/返回当前文件读写位置返回当前文件读写位置n对于输出流来说，用于文件位置定位的成员函数有：对于输出流来说，用于文件位置定位的成员函数有：ostream&ostream:seekp(streampos);/绝对定位，相绝对定位，相对于文件头对于文件头 ostream&ostream:seekp(streamoff,ios:seek_dir);/相对定位相对定位 streampos ostream:tellp();/返回当前文件读写位置返回当前文件读写位置12/26/2022454.4.6 文件的随机访问文件的随机访问【例例4.16】将将5200之间的奇数存入二进制文件，之间的奇数存

32、入二进制文件，然后再将文件中的第然后再将文件中的第3039位置之间的数依次读出位置之间的数依次读出并输出。并输出。#includevoid main(void)int i,x;ofstream out(data3.dat,ios:out|ios:binary);if(!out)cout不能打开文件不能打开文件d.datn;return;for(i=5;i200;i+=2)out.write(char*)&i,sizeof(int);out.close();12/26/2022464.4.6 文件的随机访问文件的随机访问ifstream f(data3.dat,ios:in|ios:binary

33、);if(!f)cout不能打开文件不能打开文件d.datn;return;f.seekg(30*sizeof(int);/文件指针移到指定位置文件指针移到指定位置 for(i=0;i10&!f.eof();i+)f.read(char*)&x,sizeof(int);coutxt;f.close();12/26/2022474.5 字符串流字符串流n建立输出字符串流对象。建立输出字符串流对象。ostrstream类提供的构造函数的原型类提供的构造函数的原型为：为：ostrstream:ostrstream(char*buffer,int n,int mode=ios:out);n建立输入字符

34、串流对象建立输入字符串流对象 istrstream类提供了两个带参的构造函数，类提供了两个带参的构造函数，istrstream类提供类提供的构造函数的原型为：的构造函数的原型为：istrstream:istrstream(char*buffer);istrstream:istrstream(char*buffer,int n);n建立输入输出字符串流对象。建立输入输出字符串流对象。strstream类提供的构造函数的类提供的构造函数的原型为：原型为：strstream:strstream(char*buffer,int n,int mode);12/26/2022484.5 字符串流字符串流【

35、例例4.17】提取一个字符串中的每一个整数，并把它们依次存入提取一个字符串中的每一个整数，并把它们依次存入到一个字符串流中，最后向屏幕输出这个字符串流。字符串从到一个字符串流中，最后向屏幕输出这个字符串流。字符串从键盘输入。字符串流结束符使用的特殊字符键盘输入。字符串流结束符使用的特殊字符“$”。#includevoid main()char a50;char b50;istrstream sin(a);/定义一个输入字符串流定义一个输入字符串流sin，使用的字，使用的字符数组为符数组为a ostrstream sout(b,sizeof(b);/定义一个输出字符串流定义一个输出字符串流sou

36、t，使用，使用b数组数组 12/26/2022494.5 字符串流字符串流 cin.getline(a,sizeof(a);char ch=;int x;while(ch!=$)if(ch=48&chx;/从流中读入一个整数，当碰到非数字字从流中读入一个整数，当碰到非数字字 /符时则就认为一个整数结束。符时则就认为一个整数结束。soutx;/将将x输出到字符串流输出到字符串流sout中中sin.get(ch);/从从sin流中读入下一个字符流中读入下一个字符sout$ends;/向向sout流输出作为结束符的流输出作为结束符的$字符和字符和 /一个字符串结束符一个字符串结束符0coutb;/输

37、出字符串流输出字符串流sout对应的字符串对应的字符串coutendl;该程序的运行结果：该程序的运行结果：Ab108+506,446*55525/ad763,WfR40jjf:kk63;99$108 506 446 555 25 763 40 63 99$12/26/2022514.6 重载插入和提取运算符重载插入和提取运算符 n为了输入和输出类类型的数据，用户可以重载为了输入和输出类类型的数据，用户可以重载“”运算符。运算符。【例例4.19】重载提取和插入运算符，直接输入输出对象。重载提取和插入运算符，直接输入输出对象。#includeclass CMoney public:friend

38、ostream&operator(istream&,CMoney&);CMoney(int m=0,int c=0)Dollar=m;Cents=c;int Dollar,Cents;ostream&operator(ostream&os,CMoney&m)12/26/2022524.6 重载插入和提取运算符重载插入和提取运算符 os￥m.Dollar元元tm.Cents(istream&is,CMoney&m)ism.Dollarm.Cents;return is;12/26/2022534.6 重载插入和提取运算符重载插入和提取运算符void main(void)CMoney m;coutm;coutm;cout程序执行完毕！程序执行完毕！n;执行程序时，若输入数据为：执行程序时，若输入数据为：200 50 则程序输出结果：￥则程序输出结果：￥200元元 50分分12/26/202254