C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課件第八章 數(shù)據(jù)流與文件的輸入輸出

C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(第二版)

主編曹靜中國水利水電出版社C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(第二版)

第八章數(shù)據(jù)流與文件的輸入/輸出18十二月2023C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計第八章數(shù)據(jù)流與文件的輸入/輸出8.1I/O流的概念8.2數(shù)據(jù)流的控制8.3文件的輸入/輸出項目設(shè)計7校園信息管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲18十二月2023C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.1I/O流的概念流是一種抽象，它負責(zé)在數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者和數(shù)據(jù)的消費者之間建立聯(lián)系，并管理數(shù)據(jù)的流動。當(dāng)程序與外界環(huán)境進行信息交換時，存在著兩個對象，一個是程序中的對象，另一個是文件對象。程序建立一個流對象，并指定這個流對象與某個文件對象建立連接，程序操作流對象，流對象通過文件系統(tǒng)對所連接的文件對象產(chǎn)生作用。讀操作在流數(shù)據(jù)抽象中被稱為（從流中）提取，寫操作被稱為（向流中）插入。18十二月2023C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.2數(shù)據(jù)流的控制8.2.1數(shù)據(jù)流的格式控制8.2.2常用的輸入/輸出函數(shù)8.2.3數(shù)據(jù)流的錯誤偵測18十二月2023C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.2.1數(shù)據(jù)流的格式控制插入（<<）和提?。?gt;>）運算符是為所有標(biāo)準(zhǔn)C++數(shù)據(jù)類型定義的，其作用是向流中傳送和讀取數(shù)據(jù)。插入和提取運算符與預(yù)先定義的操作符一起工作，用來控制輸入和輸出格式。1．輸出寬度為了調(diào)整輸出時的顯示寬度，可以通過調(diào)用width成員函數(shù)為每個項（item）指定輸出寬度或在流中放入setw操縱符。18十二月2023C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.2.1數(shù)據(jù)流的格式控制2．對齊方式輸出流的默認對齊方式為文本右對齊，程序中可以用setiosflags和resetiosflags操作符重設(shè)對齊方式。3．精度使用setprecision操作符改變精度，該操作符有兩個標(biāo)志，ios::fixed和ios::scientific。4．進制可以用dec、oct和hex操縱符設(shè)置輸入和輸出的默認進制。18十二月2023C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.2.2常用的輸入/輸出函數(shù)常用istream成員函數(shù)包含：intistream::get()如果輸入流包括附加的數(shù)據(jù)，函數(shù)取得并返回下一個字符；否則它返回EOF。istream&istream::get(char&c)如果輸入流包括附加的數(shù)據(jù)，函數(shù)取得并將下一個字符分配給c；否則就是沒有定義對c的作用。返回一個對*this（調(diào)用對象）的引用。18十二月2023C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.2.2常用的輸入/輸出函數(shù)istream&istream::get(chars[],intn,chardelim='\n')從輸入流獲取字符并將它們分配給s直到下面的一個條件發(fā)生：取得n-1個字符，沒有輸入字符了，或者下一個接收的字符的值為delim。istream&istream::getline(chars[],intn,chardelim='\n')從輸入流獲取字符并將它們分配給s直到下面的一個條件發(fā)生：取得n-1個字符，沒有輸入字符了，或者下一個接收的字符的值為delim。18十二月2023C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.2.2常用的輸入/輸出函數(shù)intistream::peak()如果輸入流包括附加的數(shù)據(jù)，函數(shù)返回下一個接收的字符；否則它返回EOF。istream&istream::unget(charc)字符c被送到輸入流。它將是下一個要接收的字符。函數(shù)返回一個對*this的引用。庫iostream還提供對ios成員函數(shù)的訪問，一些程序在輸入流中檢測文件尾。boolios::eof()如果流中達到文件尾則返回真；否則函數(shù)返回假。18十二月2023C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.2.2常用的輸入/輸出函數(shù)庫iostream還提供兩個類似get()和getline()的ostream成員函數(shù)。ostream&ostream::put(charc)將字符c插入輸入流中。函數(shù)返回一個對*this的引用。ostream&ostream::write(constchars[],intn)將s中的n個字符插入到輸入流中?？兆址彩怯行У?。函數(shù)返回一個對*this的引用。庫iostream還提供常用的ostream成員函數(shù)。ostream&ostream::flush()強制任何沒有完成的操作符插入完成。函數(shù)返回一個對*this的引用。18十二月2023C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.2.3數(shù)據(jù)流的錯誤偵測流cerr和clog把顯示輸出到默認錯誤日志上，該日志通常是控制臺顯示器。對流cerr的每個插入請求應(yīng)該立即送出顯示。下面給出幾個錯誤消息的例子：cerr<<"系統(tǒng)將在10秒后重起！\n";cerr<<"輸入值無效，請重新輸入！\n";

18十二月2023C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.2.3數(shù)據(jù)流的錯誤偵測如果出于效率的緣故，則有必要緩沖錯誤和系統(tǒng)狀態(tài)消息，這樣就應(yīng)該使用帶緩沖的錯誤流clog。像cerr一樣，clog通常是定向到顯示器。下面給出幾個樣例：clog<<UserName<<"成功登陸！\n";clog<<"有新郵件！\n";18十二月2023C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.3文件的輸入/輸出8.3.1fstream類8.3.2格式化文字模式的文件I/O8.3.3二進制模式的文件I/O8.3.4文件指針的使用18十二月2023C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.3.1fstream類C++里負責(zé)文件輸入/輸出的類主要有ifstream（文件輸入）、ofstream（文件輸出）以及fstream（文件輸入/輸出）。所謂文件的I/O（輸入/輸出）是指以程序為主的角度而言，文件打開為輸入狀態(tài)時（in），表示程序?qū)⒂晌募x入數(shù)據(jù)；文件打開為輸出狀態(tài)時（out），表示程序?qū)⑤敵鰯?shù)據(jù)至文件。我們通常將數(shù)據(jù)由文件輸入到程序稱之為讀取，程序?qū)?shù)據(jù)輸出到文件稱之為寫入。18十二月2023C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.3.1fstream類fstream類可以用于將數(shù)據(jù)寫入文件，或讀取文件的數(shù)據(jù)。要使用fstream類執(zhí)行文件的I/O時，首先必須先定義一個fstream類的對象。例如：fstreamfile;//定義一個fstream對象利用fstream所提供的open成員函數(shù)，打開一個文件。傳入open函數(shù)的參數(shù)有兩個，一個傳入欲打開的磁盤文件的名稱，另一個傳入打開該文件的模式參數(shù)。file.open("MyFile.txt",ios::in);//在讀取模式下打開MyFile.txt文件18十二月2023C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.3.1fstream類表8-1文件流的文件打開模式模式參數(shù)

功

能ios::in文件打開為讀?。ㄝ斎耄顟B(tài)，此為istream類的默認模式參數(shù)ios::out文件打開為寫入（輸出）狀態(tài)，此為ostream類的默認模式參數(shù)ios::ate打開一個現(xiàn)存文件，從文件結(jié)尾處讀?。ㄝ斎耄┗?qū)懭耄ㄝ敵觯﹊os::app打開一個輸出文件從文件結(jié)尾寫入（輸出）數(shù)據(jù)ios::trunc打開一個文件，如果它已經(jīng)存在，就刪除其中原有的內(nèi)容ios::nocreate如果一個文件存在則打開它，否則該操作失敗ios::noreplace如果一個文件不存在則作為新文件打開它；如果文件已存在，則該操作失敗ios::binary以二進制模式打開一個文件，默認是文本模式18十二月2023C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.3.1fstream類表8-2文件處理函數(shù)函

數(shù)

功

能

說

明open(filename,mode)以mode模式打開名為filename的文件close()關(guān)閉文件is_open()檢查文件是否為打開狀態(tài)，是則返回真，否則返回假write(str,size)將str數(shù)組中size個字符寫入到文件中read(str,size)從文件中讀取數(shù)據(jù)至文件結(jié)尾，并設(shè)定給str數(shù)組，但至多不超過size個字符18十二月2023C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.3.1fstream類C++的文件I/O模式分為兩種，一種為格式化文字模式，另一種為二進制模式，默認的文件I/O模式為文字模式。當(dāng)使用格式化文字模式時，輸出至文件的內(nèi)容將被儲存為字符，因此，格式化文字模式適合儲存字符或字符串。如果以二進制的方式處理數(shù)字，不論是儲存的方式，還是占有文件空間的方式都與其儲存在內(nèi)存中的方式相同，因此，在儲存數(shù)字時使用二進制模式是比較合適的。18十二月2023C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.3.2格式化文字模式的文件I/O文件的最小單位為字符，由字符組成一個字段，好幾個字段組成一個記錄，而一個文件則由好幾筆記錄組成。將數(shù)據(jù)輸入輸出到文件中，除了可以使用write和read函數(shù)外，還可以使用“<<”和“>>”運算符，而所有在8.2.1節(jié)中提及的格式控制方法，均可以在文件I/O中使用。18十二月2023C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.3.3二進制模式的文件I/O在二進制模式下，文件的I/O將利用write和read函數(shù)將所有數(shù)據(jù)以字節(jié)形式儲存至文件里。對于原本就是字符的數(shù)據(jù)，并不需要轉(zhuǎn)型，即可讀取/寫入到文件里；但對于數(shù)字型的數(shù)據(jù)，則必須轉(zhuǎn)為字符指針，然后傳入write和read函數(shù)。18十二月2023C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.3.4文件指針的使用文件指針是文件讀取/寫入數(shù)據(jù)時插入或輸出的位置。文件指針有兩種，一個是寫入指針，另一個是讀取指針。當(dāng)文件被打開時，這兩個指針都將被設(shè)定指向文件的起始處。在ios類里，定義了三個特定的文件指針。通過指針函數(shù)與特定的指針的配合使用，可供在處理文件I/O時移動文件指針之用。這三個位移指針分別是ios::beg（文件開頭）、ios::end（文件結(jié)尾）、ios::cur（當(dāng)前的指針位置）。18十二月2023C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.3.4文件指針的使用表8-3文件指針函數(shù)文件指針函數(shù)

功

能

說

明seekg(pos,seek_dir)設(shè)定文件讀?。ㄝ斎耄┲羔樀骄嚯x文件某一特定指針pos個字節(jié)的位置。特定指針由seek_dir指定，有以下三種ios::beg（文件起始）、ios::cur（當(dāng)前文件指針的位置）或ios::end（文件結(jié)尾）pos=tellg()返回當(dāng)前文件讀取指針的位置seekp(pos,seek_dir)設(shè)定文件寫入（輸出）指針到距離文件某一特定指針pos個字節(jié)的位置。特定指針由seek_dir指定，有以下三種ios::beg（文件起始）、ios::cur（當(dāng)前文件指針的位置）或ios::end（文件結(jié)尾）pos=tellp()返回當(dāng)前文件寫入指針的位置18十二月2023C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計項目設(shè)計7校園信息管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲1設(shè)計題目校園信息管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲2設(shè)計概要要求掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法，I/O流的概念，以及如何利用文件存儲對象。3系統(tǒng)分析4功能模塊設(shè)計18十二月2023C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計3系統(tǒng)分析現(xiàn)在校園信息管理系統(tǒng)已經(jīng)能夠完成人員信息的輸入、顯示和分析等一系列工作，但是現(xiàn)在的程序并不能將信息長期保