VC++ 之 输入/输出流类库

　　在C++中，数据从一个对象到另一个对象的传送被抽象为“流”，由它负责在数据的产生者和使用者之间建立联系，并管理数据的流动。
在现代操作系统中，一切输入/输出设备，包括键盘、显示器、打印机、网卡、磁盘、声卡等，都被视为广义的文件。在C++中，与这些文件的交互，即数据的输入/输出，是通过包含在C++标准库里的输入/输出（I/O）流类库来实现的。

　　C++的基本流类体系

　　流类体系

整个流类体系是一个派生类体系，如下图所示。

图 输入/输出流类派生体系

按ANSI C++标准，类ios是抽象类，它的析构函数是虚函数，它的构造函数为保护的，作为所有基本流类的基类。VC++中有一个构造函数ios (streambuf*)为公有，与ANSI C++不同。

在流类库中，最重要的两部分功能为标准输入/输出（standard input/output）和文件处理。

在C++的流类库中定义了四个全局流对象：cin，cout，cerr和clog。可以完成人机交互的功能。

• cin：标准输入流对象，键盘为其对应的标准设备。带缓冲区的，缓冲区由streambuf类对象来管理。
• cout：标准输出流对象，显示器为标准设备。带缓冲区的，缓冲区由streambuf类对象来管理。
• cerr和clog：标准错误输出流，输出设备是显示器。为非缓冲区流，一旦错误发生立即显示。

要使用这四个功能，必须包含<iostream.h>文件。

提取运算符“>>”（stream_extraction operator）和插入运算符“<<”（stream_insertion operator），执行输入/输出操作。

• “提取”的含义是指输入操作，可看作从流中提取一个字符序列。
• “插入”的含义是指输出操作，可看作向流中插入一个字符序列。

文件处理完成永久保存的功能。在VC++的MFC编程中采用了序列化（Serialization）。

　C++输入输出的格式控制

　C++在类ios中提供格式化输入输出。

格式控制符

使用格式控制符，可以进行格式化输入输出。这些格式对所有文本方式的输入输出流均适用。

格式控制符定义为公有的无名的枚举类型：
enum{
       skipws=0x0001, //跳过输入中的空白字符
       left=0x0002, //输出左对齐
       right=0x0004, //输出右对齐
       internal=0x0008, //在输出符号或数制字符后填充
       dec=0x0010, //在输入输出时将数据按十进制处理
       oct=0x0020, //在输入输出时将数据按八进制处理
       hex=0x0040, //在输入输出时将数据按十六进制处理
       showbase=0x0080, //在输出时带有表示数制基的字符
       showpoint=0x0100, //输出浮点数时,必定带小数点
       uppercase=0x0200, //输出十六进制,用大写
       showpos=0x0400, //输出正数时,加”+”号
       scientific=0x0800, //科学数方式输出浮点数
       fixed=0x1000, //定点数方式输出实数
       unitbuf=0x2000, //插入后,立即刷新流
       stdio=0x4000 //插入后,立即刷新stdout和stderr
}

该枚举量说明中的每一个枚举量，实际对应两字节数据（16位）中的一个位，所以可以同时采用几个格式控制，只要把对应位置1即可，这样既方便又节约内存。

取多种控制时，用或“|”运算符来合成，合成为一个长整型数，在ios中为：
protected:
      long x_flags;

配合使用的格式控制标志

protected:
       int x_precision; //标志浮点数精度,默认为6位
       int x_width; //输出域宽,默认域宽为0，
              //重设域宽只对其后第一输出项有效,如域宽不足,则不受限制
       char x_fill; //标志域宽有富余时填入的字符

　　例1：整型数输出。　

#include<iostream>
using namespace std;
int main(void){
    int inum=255;
    cout<<"十进制方式"<<inum<<'	';
    cout.flags(ios::oct|ios::showbase);//八进制带数制基输出是前面加0;参数等效0x00a0
    cout<<"八进制方式"<<inum<<'	';
    cout.setf(ios::hex);               //等效0x0040,因是或关系,仍带基输出,格式为0x...
    cout<<"十六进制方式"<<inum<<endl;
    return 0;
}

　　例2：浮点数输出

#include<iostream>
using namespace std;

int main(){
    double fnum=31.415926535;
    cout<<"缺省域宽为:"<<cout.width()<<"位"<<'
'; 
    cout<<"缺省精度为:"<<cout.precision()<<"位"<<'
';  //floatfield为0x1800
    cout<<"缺省表达方式:"<<fnum<<'
';       //按值大小,自动决定定点还是科学数方式
    cout.setf(ios::scientific,ios::floatfield);        //floatfield为0x1800
    cout<<"科学数表达方式:"<<fnum<<'
';
    cout.setf(ios::fixed,ios::floatfield);            //设为定点,取消科学数方式
    cout<<"定点表达方式:"<<fnum<<'
';
    cout.precision(9);                                //精度为9位，小数点后9位
    cout.setf(ios::scientific,ios::floatfield); 
    cout<<"9位科学数表达方式"<<fnum<<'
';
    return 0;
}

流操作子(setiosflags stream manipulator)

　　流格式控制成员函数的使用比较麻烦，可改用流操作子（Setiosflags Stream Manipulator）。例如setw()等，可代替流类中的格式控制成员函数。
　　注意，绝大多数流操作子仅适用于新的C++标准流类库（头文件不带.h），常用流操作子如下表所示。

cin,cout和clog都是缓冲流。对输出而言，仅当输出缓冲区满才将缓冲区中的信息输出，对输入而言，仅当输入一行结束，才开始从缓冲区中取数据，当希望把缓冲区中的信息立即输出，可用flush，加endl也有同样功能，回车并立即显示，不必等缓冲区满（endl清空缓冲区）。

　　例3：采用流操作子的浮点数输出

#include<iostream>
#include<iomanip>
using namespace std;

int main(){
    double fnum=31.415926535;
    cout<<"缺省域宽为:"<<cout.width()<<"位"<<'
'; 
    cout<<"缺省精度为:"<<cout.precision()<<"位"<<'
';  //floatfield为0x1800
    cout<<"缺省表达方式:"<<fnum<<'
';       //按值大小,自动决定定点还是科学数方式
    cout<<"科学数表达方式:"<<scientific<<fnum<<'
';  //设为科学数方式
    cout<<"定点表达方式:"<<fixed<<fnum<<'
';         //设为定点,取消科学数方式
    cout<<"9位科学数表达方式"<<setprecision(9)<<scientific<<fnum<<'
';//精度9位指小数点后9位
    return 0;
}