第8章 标准IO库

1. IO标准库有几种类型？分别包含在什么头文件中？它们之间的关系怎样（画图）？它们应用的场合怎样？

答：三个头文件：

• iostream：定义读写控制窗口的类型
• fstream：定义读写已命名文件的类型。
• sstream：读写内存中string对象
  

九种类型：

iostream头文件中定义了istream、ostream、iostream三种类型

fstream头文件中定义了ifstream、ofstream、fstream三种类型

sstream头文件中定义了istringstream、ostringstream、stringstream三种类型

它们之间的继承关系如下：

它们的应用场合为：

istream（从流中读取）；
ostream（写到流中）；
iostream（对流进行读写)；

ifstream（从文件中读取）；
ofstream（写到文件中去）；
fstream（对文件进行读写）；

istringstream（从string对象中读取）；
ostringstream（写到string对象中去）；
stringstream（对string对象进行读写）；

 2. IO标准库是否支持国际化？如何支持？IO类型是否支持复制或赋值？不能复制有什么影响？

答：支持。

标准库定义了一组相关的类型，支持wchar_t类型。每个类都加上“w”前缀，以此与char类型的版本区分开来。于是，wostream,wistream和wiostream类型从控制窗口读写wchar_t数据。相应的文件输入输出类是wifstream,wofstream和wfstream。而wchar_t版本的string输入/输出流则是wistringstream,wostringstream,wstirngstream。标准库还定义了从标准输入输出读写宽字符的对象。这些对象加上"w"前缀，以此与char类型的版本区分：wchar_t类型的标准输入对象是wcin;标准输出是wcout;而标准错误则是wcerr。每个IO头文件都定义了char和wchar_t类型的类和标准输入/输出对象。基于流的wchar_t类型的类和对象在iostream中定义，宽字符文件流类型在fsteam中定义，而宽字符stringstream则在sstream头文件中定义。

IO标准库不可复制或赋值。不能复制有以下影响：

• 只有支持复制的元素类型可以存储在vector或其他容器类型里。由于流对象不能复制，因此不能存储在vector（或其他）容器中；

• 形参或返回类型也不能为流类型。若需要传递或返回IO对象，则必须传递或返回指向该对象的指针或引用。一般情况下，如果要传递IO对象以便对它进行读写，可用非const引用的方式传递这个流对象。对IO对象的读写会改变它的状态，因此引用必须是非const的。

 3. stream中的状态有哪几种？在哪个状态常量中定义？如何获取这些状态？如何设置这些状态？什么场合会设置相应的状态？

答：stream中的状态有：被破坏的流、失败的IO操作、已经到达文件结束符的流；

有以下状态常量，分别定义了stream中的三种状态（strm代表流的类型，如 ifstream等）：

•         strm::badbit      strm::iostate类型的值，用于指出被破坏的流

•         strm::failbit      strm::iostate类型的值，用于指出失败的IO操作

•         strm::eofbit      strm::iostate类型的值，用于指出流已经到达文件结束符

可通过以下函数获得这些状态（s是流对象，如cin）：

s.eof()                如果设置了流 s 的 eofbit 值，则该函数返回 true

s.fail()                 如果设置了流 s 的 failbit 值，则该函数返回 true

s.bad()               如果设置了流 s 的 badbit 值，则该函数返回 true

s.good()             如果流 s 处于有效状态，则该函数返回 true

s.rdstate()          返回流 s 的当前条件，返回值类型为 strm::iostate； 如：istream::iostate old_state = cin.rdstate();

可以用如下函数设置上面的状态：

s.setstate(flag)             开启流s条件状态中对应的状态位。flag 的类型是 strm::iostate

s.clear()                        将流 s 中的所有状态值都重设为有效状态

s.clear(flag)                  将流 s 中的某个指定条件状态设置为有效。flag 的类型是strm::iostate

以下场合会设置相应的状态：

•        badbit 标志着系统级的故障，如无法恢复的读写错误。如果出现了这类错误，则该流通常就不能再继续使用了。

•        如果出现的是可恢复的错误，如在希望获得数值型数据时输入了字符，此时则设置 failbit 标志，这种导致设置 failbit的问题通常是可以修正的。

•        eofbit 是在遇到文件结束符时设置的，此时同时还设置了 failbit。
  

 4. stream中的缓冲区有哪五种刷新场合？缓冲区刷新操纵符有哪四种？有何区别？为什么用endl而不用" "？

答：下面几种情况将导致缓冲区的内容被刷新，即写入到真实的输出设备或者文件：
1. 程序正常结束。作为 main 返回工作的一部分，将清空所有输出缓冲区。
2. 在一些不确定的时候，缓冲区可能已经满了，在这种情况下，缓冲区将会在写下一个值之前刷新。
3. 用操纵符显式地刷新缓冲区，例如行结束符 endl。
4. 在每次输出操作执行完后，用 unitbuf 操作符设置流的内部状态，从而清空缓冲区。
5. 可将输出流与输入流关联（tie）起来。在这种情况下，在读输入流时将刷新其关联的输出缓冲区。
缓冲区刷新操纵符有： endl 操纵符，用于输出一个换行符并刷新缓冲区。

                                         flush，用于刷新流，但不在输出中添加任何字符。

                                        ends，这个操纵符在缓冲区中插入空字符 null，然后后刷新它。

                                        unitbuf 操纵符，这个操纵符在每次执行完写操作后都刷新流。如果需要刷新所有输出，最好使用 unitbuf 操纵符。

cout << "hi!" << flush; // 刷新流，但不在输出中添加任何字符

cout << "hi!" << ends; //在缓冲区中插入空字符 null，然后后刷新它
cout << "hi!" << endl; //用于输出一个换行符并刷新缓冲区

cout << unitbuf << "first" << " second" << nounitbuf;//等价于：cout << "first" << flush << " second" << flush;

如果需要使用最后的输出给程序错误定位，则必须确定所有要输出的都已经输出。为了确保用户看到程序实际上处理的所有输出，输出时应多使用 endl 而非 ' '。使用endl 则不必担心程序崩溃时输出是否悬而未决（即还留在缓冲区，未输出到设备中）。

 5. 如何将输入和输出绑定？绑定的作用是什么？

答：使用tie函数来绑定输入和输出。tie 函数可用 istream 或 ostream 对象调用，使用一个指向 ostream 对象的指针形参。调用 tie 函数时，将实参流绑在调用该函数的对象上。如果一个流调用 tie 函数将其本身绑在传递给 tie 的 ostream 实参对象上，则该流上的任何 IO 操作都会刷新实参所关联的缓冲区。

当输入流与输出流绑在一起时，任何读输入流的尝试都将首先刷新其输出流关联的缓冲区，即任何输出都在试图读之前输出。

cin.tie(&cout);

cin.tie(0); // break tie to cout, cout no longer flushed when cin is read

6. 如何打开文件？如何检查文件是否被打开？如何将文件重新捆绑？如何清除文件状态？什么场合需要清除文件状态？文件打开的模式有哪几种？

答：假设ifile 和 ofile 是存储希望读写的文件名的 string对象：
ifstream infile(ifile.c_str());

ofstream outfile(ofile.c_str());

为 ifstream 或者 ofstream 对象提供文件名作为初始化式，就相当于打开了特定的文件。

如果只是定义了流对象，而没有捆绑具体的文件名，则在使用对象之前必须用open函数使流对象捆绑到特定的文件上。

infile.open("in");
outfile.open("out");

可以将流对象做为if语句的判断条件，来检验文件是否被打开：

if (!infile) {
cerr << "error: unable to open input file: "
<< ifile << endl;
return -1;
}

或者if (outfile) // ok to use outfile?

fstream 对象一旦打开，就保持与指定的文件相关联。如果要把 fstream 对象与另一个不同的文件关联，则必须先关闭（close）现在的文件，然后打开（open）另一个文件：要点是在尝试打开新文件之前，必须先关闭当前的文件流。input.open("infile");   input.close();  input.open("next");

可以通过clear()函数清除文件状态，如：input.clear();以下场合需要清除文件状态：

确定在重新捆绑之前流对象的状态有可能被设置为错误 模式，例如遇到文件结束符或其他错误就会将流对象的状态位重新设置，这样，之后就不允许再对该流做读写操作，所以如果程序员需要重用文件流读写多个文件，必须在读另一个文件之前调用 clear 清除该流的状态。

文件打开的模式有：

in 打开文件做读操作
out 打开文件做写操作
app 在每次写之前找到文件尾

ate 打开文件后立即将文件定位在文件尾
trunc 打开文件时清空已存在的文件流
binary 以二进制模式进行 IO 操作

如：ofstream appfile("file2", ofstream::app);

outfile.open("scratchpad", ofstream::out);

 7. 字符串流的常见用法是什么？

string line, word;
while (getline(cin, line))

{
    istringstream stream(line);
    while (stream >> word)

    {
               // do per-word processin

    }
}