第12章 輸入輸出流與文件

第十二章

輸入輸出流與文件C++流及流庫輸入輸出流文件操作案例實(shí)戰(zhàn)與實(shí)訓(xùn)C++流及流庫12.1.1C++流流是一種抽象的概念，負(fù)責(zé)在數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者和數(shù)據(jù)的使用者之間建立聯(lián)系，并管理數(shù)據(jù)的流動(dòng)。輸入操作是數(shù)據(jù)流從輸入設(shè)備（如鍵盤、磁盤）流向內(nèi)存。輸出操作是數(shù)據(jù)流從內(nèi)存流向輸出設(shè)備（如屏幕、打印機(jī)、磁盤）。C++流12.1.2C++流庫C++流體系是一個(gè)派生體系，ios是抽象基類，所有派生都是公有派生ios繼承關(guān)系圖12.1.2C++流庫I/O類庫中常用流類類名頭文件作用iosiostream抽象基類istreamiostream通用輸入流和其他輸入流的基類ostreamiostream通用輸出流和其他輸出流的基類iostreamiostream通用輸入輸出流和其他輸入輸出流的基類ifstreamfstream輸入文件流類ofstreamfstream輸出文件流類fstreamfstream輸入輸出文件流類istrstreamstrstream輸入字符串流類ostrstreamstrstream輸出字符串流類strtreamstrstream輸入輸出字符串類輸入輸出流12.2.1標(biāo)準(zhǔn)輸出流cout流對(duì)象cout是標(biāo)準(zhǔn)輸出流對(duì)象，用于在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示信息，輸出的純文本內(nèi)容。在用cout進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)類型輸出時(shí)，用戶不必通知計(jì)算機(jī)按何種類型輸出，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)判別輸出數(shù)據(jù)的類型，使輸出的數(shù)據(jù)按相應(yīng)的類型輸出。cerr流對(duì)象cerr是標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤輸出流對(duì)象，用于顯示錯(cuò)誤信息。默認(rèn)情況下被關(guān)聯(lián)到標(biāo)準(zhǔn)輸出流，但它不被緩沖，即錯(cuò)誤消息可以直接發(fā)送到顯示器上。clog流對(duì)象clog也是標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤輸出流對(duì)象，作用和cerr是一樣的，但clog中的消息存放緩沖區(qū)，知道緩沖區(qū)滿或者遇到endl時(shí)才輸出。

標(biāo)準(zhǔn)輸出流就是數(shù)據(jù)從內(nèi)存流向輸出設(shè)備（比如，顯示器）12.2.2標(biāo)準(zhǔn)輸入流cin是istream類的對(duì)象，主要用于從鍵盤輸入的數(shù)據(jù)中讀取數(shù)據(jù)。cin是通過流提取運(yùn)算符“>>”從流中提取數(shù)據(jù)，會(huì)自動(dòng)跳過輸入流中的空格、Tab鍵、換行符等空白字符。

標(biāo)準(zhǔn)輸入流是從標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備（比如，鍵盤）流向計(jì)算機(jī)內(nèi)存的數(shù)據(jù)1 cin流對(duì)象12.2.2標(biāo)準(zhǔn)輸入流get成員函數(shù)是從指定的輸入流中提取一個(gè)字符，函數(shù)的返回值就是這個(gè)字符。該函數(shù)在istream類里進(jìn)行了重載，主要表現(xiàn)形式有四種：無參數(shù)的get函數(shù)函數(shù)原型：intcin.get()有一個(gè)參數(shù)的get函數(shù)函數(shù)原型：istream&cin.get(char&ch)有兩個(gè)參數(shù)的get函數(shù)函數(shù)原型：istream&get(char*s,streamsizen)有三個(gè)參數(shù)的get函數(shù)函數(shù)原型：istream&get(char*s,streamsizen,chardelim)2 cin.get成員函數(shù)讀取一個(gè)字符12.2.2標(biāo)準(zhǔn)輸入流函數(shù)原型：istream&getline(char*s,streamsizen,chardelim)3 cin.getline成員函數(shù)讀取一行字符12.2.3輸入輸出控制格式cin輸入數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)忽略所有的空格、換行和回車等字符，而自動(dòng)匹配相應(yīng)的字符和數(shù)字。輸入格式控制輸出格式控制使用控制字符如果使用控制符，在程序開頭除了要添加iostream頭文件外，還要加上iomanip頭文件。另外，在設(shè)置了一次控制符后，對(duì)后面的輸出內(nèi)容都按照設(shè)置進(jìn)行輸出，除非對(duì)輸出格式進(jìn)行取消或更改。使用流對(duì)象的成員函數(shù)通過調(diào)用流對(duì)象cout中用于控制輸出格式的成員函數(shù)來控制輸出格式。12.2.3輸入輸出控制格式流成員函數(shù)與之作用相同的控制符作用precision(n)setprecision(n)設(shè)置浮點(diǎn)數(shù)的精度為n位width(n)setw(n)設(shè)置字段寬度為n位fill(c)setfil(c)設(shè)置填充字符csetf()setiosflags()設(shè)置輸出格式狀態(tài)，括號(hào)中應(yīng)給出格式狀態(tài)，內(nèi)容與控制符setiosflags括號(hào)中內(nèi)容相同ubsetf()resetiosflags()終止已設(shè)置的輸出格式狀態(tài)常見控制輸出格式的成員函數(shù)文件操作文件的概念文件流與文件流對(duì)象文件的打開與關(guān)閉文件的操作12.3.1文件的概念文件是數(shù)據(jù)的集合，通常存儲(chǔ)在磁盤上，便于以后使用；幾乎所有的程序都用文件存儲(chǔ)信息，如：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、編譯器等；所有文件都有名字。文件12.3.2文件流與文件流對(duì)象在讀寫文件時(shí)，必須定義一個(gè)文件流類的對(duì)象，文件流的對(duì)象定義方法如下：ifstreaminfile; //定義一個(gè)文件流對(duì)象infile，用來讀文件ofstreamoutfile; //定義一個(gè)文件流對(duì)象outfile，用來寫文件12.3.3文件的打開與關(guān)閉在對(duì)文件進(jìn)行讀或?qū)懖僮髦氨仨毾却蜷_文件，指定打開的文件名和文件操作方式。使用ifstream定義對(duì)象時(shí)，默認(rèn)打開方式為:ios::in示例如下： ifstreaminputFile;// inputFile.open(“d:\\customer.dat”);//成員函數(shù) //默認(rèn)打開方式為“讀” charfileName[20]; cin>>fileName; inputFile.open(fileName); open函數(shù)有兩個(gè)參數(shù)(“文件名”,方式）//第二個(gè)參數(shù)使用默認(rèn)值，ios::in文件打開12.3.3文件的打開與關(guān)閉使用ofstream對(duì)象時(shí)，默認(rèn)打開方式是輸出；ios::out使用fstream對(duì)象時(shí),第二個(gè)參數(shù)用于表明文件的打開方式，必須顯示寫出來,既可以ios::in，又可以ios::out示例： ofstreamfout(“a.txt”);等價(jià) ofstreamfout；fout.fopen((“a.txt”,ios::out); fstreamdataFile; dataFile.open("info.dat",ios::out);文件打開12.3.3文件的打開與關(guān)閉ifstream：只能用于從文件中讀取數(shù)據(jù)，ofstream：只能用于向文件寫數(shù)據(jù).其他模式見下表。多個(gè)模式組合時(shí)，用“|”或運(yùn)算實(shí)現(xiàn)示例： Output.open("values.dat",ios::in|ios::binary);注意12.3.3文件的打開與關(guān)閉文件的打開模式方式作用ios::app以輸出方式打開文件，寫入的數(shù)據(jù)添加在文件末尾ios::ate如果已存在，直接轉(zhuǎn)到文件尾部ios::binary以二進(jìn)制方式打開一個(gè)文件ios::in以輸入方式打開文件ios::out以輸出方式打開文件ios::trunc若文件存在，刪除其內(nèi)容；若文件不存在，則打開新文件ios::nocreate若文件不存在，則打開失敗ios::noreplace若文件不存在，則建立文件，若文件已存在，則操作失敗12.3.3文件的打開與關(guān)閉先定義流對(duì)象，再打開文件 fstreamdataFile; dataFile.open(“info.dat”,ios::in|ios::out); dataFile.open("info.dat",ios::out|ios::app);定義流對(duì)象時(shí)打開文件 fstreamdataFile("names.dat",ios::in|ios::out);測(cè)試open函數(shù)打開文件是否成功使用dataFile.fail()文件打開12.3.3文件的打開與關(guān)閉當(dāng)程序不再使用文件時(shí)，應(yīng)關(guān)閉文件文件緩沖區(qū)是一塊小的內(nèi)存空間操作系統(tǒng)限制同時(shí)打開的文件數(shù)量格式：dataFile.close();文件關(guān)閉12.3.4文件的操作使用<<向一個(gè)文件寫入信息fstreamdataFile;dataFile.open("E:\\demofile.txt",ios::out);if(!dataFile){ cout<<"Erroropeningfile.\n"; exit(0); }dataFile<<"Confucius\n";dataFile<<"Mo-tse\n";dataFile.close();dataFile.open(“E:\\demofile.txt",ios::out|ios::app);dataFile<<"Einstein\n";dataFile<<"Shakespeare\n";dataFile.close();1 文本文件的讀寫操作12.3.4文件的操作使用>>從文件讀數(shù)據(jù)fstreamdataFile;charname[81];dataFile.open("demofile.txt",ios::in);if(!dataFile){cout<<"Fileopenerror!"<<endl;exit(0);}for(intcount=0;count<4;count++){ dataFile>>name; cout<<name<<endl;}dataFile.close();1 文本文件的讀寫操作12.3.4文件的操作空白字符是數(shù)據(jù)之間的分界符，采用>>操作符進(jìn)行讀取時(shí)，就會(huì)略過空白字符。使用函數(shù)成員讀寫文件：getline成員函數(shù)——dataFile.getline(str,81,'\n');str:從文件中讀取的數(shù)據(jù)將存儲(chǔ)在該空間中。81:從文件中最多能讀取80個(gè)字符?！甛n’界符。如果在讀滿最大字符個(gè)數(shù)之前，遇到了界符，那么將停止讀?。ㄗ⒁猓涸搮?shù)可選）。采用函數(shù)成員讀寫文件1 文本文件的讀寫操作12.3.4文件的操作空白字符是數(shù)據(jù)之間的分界符，采用>>操作符進(jìn)行讀取時(shí)，就會(huì)略過空白字符。使用函數(shù)成員讀寫文件：getline成員函數(shù)——dataFile.getline(str,81,'\n');get成員函數(shù):每次從文件讀取一個(gè)字符——inFile.get(ch);put成員函數(shù):每次向文件寫入一個(gè)字符——outFile.put(ch);采用函數(shù)成員讀寫文件1 文本文件的讀寫操作12.3.4文件的操作二進(jìn)制文件中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是非格式化的，按照在內(nèi)存中存儲(chǔ)的形式存儲(chǔ)，不是按照ASCII純文本方式存儲(chǔ)。示例: ofstreamfile("num.dat"); intx=1297; file<<x;

存儲(chǔ)形式是：'1','2','9','7'二進(jìn)制文件2 二進(jìn)制文件的讀寫操作12.3.4文件的操作以二進(jìn)制方式打開文件方式： file.open("stuff.dat",ios::out|ios::binary);注意:缺省情況下文件是以文本方式打開.讀/寫函數(shù)： file.write((char*)buffer,sizeof(buffer)); file.read((char*)buffer,sizeof(buffer));二進(jìn)制文件2 二進(jìn)制文件的讀寫操作12.3.4文件的操作文件位置指針成員函數(shù)3 二進(jìn)制文件隨機(jī)訪問成員函數(shù)作用gcount()返回最后一次輸入所輸入的字節(jié)數(shù)tellg()返回輸入文件位置指針的當(dāng)前位置seekg(文件中的位置)將輸入文件中位置指針移動(dòng)到指定的位置seekg(位移量，參照位置)以參照位置為基礎(chǔ)移動(dòng)到指定的位置tellp()返回輸出文件位置指針當(dāng)前的位置12.3.4文件的操作不關(guān)閉和重新打開文件的情況下，同時(shí)執(zhí)行輸入和輸出。 fstream file("data.dat",ios::in|ios::out); file.open("data.dat",ios::in|ios::out); file.open("data.dat",ios::in|ios::out|ios::binary);文件綜合實(shí)例案例實(shí)戰(zhàn)與實(shí)訓(xùn)12.4.1案例實(shí)戰(zhàn)通過讀寫文件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單學(xué)生信息管理系統(tǒng)。要求定義一個(gè)日期類和學(xué)生類，日期類定義year、month和day成員變量，成員函數(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)置日期以及分別返回年月日，學(xué)生類定義學(xué)號(hào)、姓名和出生日期成員，并對(duì)文件中保存的學(xué)生信息實(shí)現(xiàn)輸入、瀏覽、查找、修改、刪除和修改等功能。案例實(shí)戰(zhàn)案例分析定義日期類日期信息包括：私有數(shù)據(jù)成員month,day和year。基本操作包括：設(shè)置日期、返回日期的年月日等信息。定義學(xué)生類學(xué)生信息包括：學(xué)號(hào)、姓名和出生日期，基本操作包括：輸入學(xué)生信息、瀏覽學(xué)生信息、查找學(xué)生信息、修改學(xué)生信息、刪除學(xué)生信息和修改學(xué)生信息。創(chuàng)建一個(gè)學(xué)生信息文件創(chuàng)建學(xué)生信息文件用于保存學(xué)生基本信息。定義普通函數(shù)菜單函數(shù)實(shí)現(xiàn)功能選項(xiàng)的顯示，功能選擇函數(shù)創(chuàng)建對(duì)象，選擇相應(yīng)功能選擇，并用函數(shù)遞歸實(shí)現(xiàn)重復(fù)操作。定義主程序調(diào)用菜單函數(shù)和功能選擇函數(shù)。12.4.1案例實(shí)戰(zhàn)【案例實(shí)現(xiàn)】#include<iostream>#include<fstream>#include<string>#include<cstdlib>usingnamespacestd;//定義日期類表示學(xué)生出生日期classDate{public:voidsetDate();intgetYear();intgetMonth();intgetDay();private:intyear;intmonth;intday;};voidDate::setDate(){cout<<"請(qǐng)輸入出生年份："<<endl;cin>>year;cout<<"請(qǐng)輸入出生月份："<<endl;cin>>month;cout<<"請(qǐng)輸入出生日："<<endl;cin>>day;}intDate::getYear(){returnyear;}intDate::getMonth(){returnmonth;}intDate::getDay(){returnday;}//定義學(xué)生類classStudent{public:voidsetStuValues(Date&birthday);voidsetNum();intgetNum();voidsetName();stringgetName();voidsetBirthday(Date&birthday);intgetBirYear(Date&birthday);intgetBirMonth(Date&birthday);intgetBirDay(Date&birthday);voidinPut(Date&birthday);voidoutPut();voidfindByNum();voiddeleteByNum();voidalterNameByNum();private:intnum;stringname;Datebirthday;};voidStudent::setStuValues(Date&birthday){cout<<"請(qǐng)輸入學(xué)生的學(xué)號(hào)："<<endl;cin>>num;cout<<"請(qǐng)輸入學(xué)生的姓名："<<endl;cin>>name;birthday.setDate();}voidStudent::setNum(){cin>>num;}intStudent::getNum(){returnnum;}voidStudent::setName(){cin>>name;}stringStudent::getName(){returnname;}voidStudent::setBirthday(Date&birthday){birthday.setDate();}intStudent::getBirYear(Date&birthday){returnbirthday.getYear();}intStudent::getBirMonth(Date&birthday){returnbirthday.getMonth();}intStudent::getBirDay(Date&birthday){returnbirthday.getDay();}voidStudent::inPut(Date&birthday){charch;cout<<"請(qǐng)輸入學(xué)生信息"<<endl;ofstreamoutfile("student.txt",ios::app);if(!outfile){cout<<"文件打開失?。?<<endl;exit(0);}setStuValues(birthday);outfile<<getNum()<<""<<getName()<<""<<birthday.getYear()<<""<<birthday.getMonth()<<""<<birthday.getDay()<<endl;cout<<"是否繼續(xù)輸入學(xué)生信息，輸入y(繼續(xù))或者n(停止)";cin>>ch;if(ch='y'){inPut(birthday);}outfile.close();system("pause");}voidStudent::outPut(){intyear,month,day;ifstreaminfile("student.txt",ios::in);if(!infile){cout<<"文件打開失??！"<<endl;exit(0);}while(!infile.eof()){infile>>num>>name>>year>>month>>day;cout<<num<<""<<name<<""<<year<<""<<month<<""<<day<<endl;infile.get();if(infile.peek()=='\n')break;}infile.close();system("pause");}voidStudent::findByNum(){intyear,month,day;intfindnum;boolflag=false;cout<<"請(qǐng)輸入要查找學(xué)生的學(xué)號(hào)：";cin>>findnum;ifstreaminfile("student.txt",ios::in);if(!infile){cout<<"文件打開失敗！"<<endl;exit(0);}while(!infile.eof()){infile>>num>>name>>year>>month>>day;if(num==findnum){cout<<num<<""<<name<<""<<year<<""<<month<<" "<<day<<endl;flag=true;}infile.get();if(infile.peek()=='\n')break;}if(!flag){cout<<"查無此人！"<<endl;}infile.close();system("pause");}voidStudent::deleteByNum(){intyear,month,day;intfindnum;boolflag=false;cout<<"請(qǐng)輸入要?jiǎng)h除學(xué)生的學(xué)號(hào)：";cin>>findnum;ifstreaminfile("student.txt",ios::in);if(!infile){cout<<"文件打開失?。?<<endl;exit(0);}ofstreamoutfile("studentcpy.txt",ios::app);if(!outfile){cout<<"文件打開失敗！"<<endl;exit(0);}while(!infile.eof()){infile>>num>>name>>year>>month>>day;if(num!=findnum){outfile<<num<<""<<name<<""<<year<<""<<month<<"" <<day<<endl;}else{cout<<num<<""<<name<<""<<year<<""<<month<<""<< day<<endl;flag=true;cout<<"已刪除該學(xué)生信息！"<<endl;}infile.get();if(infile.peek()=='\n')break;}if(!flag){cout<<"查無此人！"<<endl;}infile.close();outfile.close();remove("student.txt");rename("studentcpy.txt","student.txt");}voidStudent::alterNameByNum(){intyear,month,day;intfindnum;stringaltername;boolflag=false;cout<<"請(qǐng)輸入要修改學(xué)生的學(xué)號(hào)：";cin>>findnum;cout<<"請(qǐng)輸入要修改學(xué)生的姓名：";ifstreaminfile("student.txt",ios::in);if(!infile){cout<<"文件打開失?。?<<endl;exit(0);}ofstreamoutfile("studentcpy.txt",ios::app);if(!outfile){cout<<"文件打開失??！"<<endl;exit(0);}while(!infile.eof()){infile>>num>>name>>year>>month>>day;if(num!=findnum){outfile<<num<<""<<name<<""<<year<<""<<month<<""<<day<<endl;}else{outfile<<num<<""<<name<<""<<year<<""<<month<<""<<day<<endl;flag=true;cout<<"已修改該學(xué)生信息！"<<endl;}infile.get();if(infile.peek()=='\n')break;}if(!flag){cout<<"查無此人！"<<endl;}infile.close();outfile.close();remove("student.txt");rename("studentcpy.txt","student.txt");}voidmenu(){cout<<"\t\t****學(xué)生信息管理系統(tǒng)****"<<endl;cout<<"\t\t****1.輸入學(xué)生信息****"<<endl;cout<<"\t\t****2.瀏覽全部學(xué)生信息****"<<endl;cout<<"\t\t****3.按學(xué)號(hào)查找學(xué)生信息****"<<endl;cout<<"\t\t***