实验 7：流类库与输入输出

一、实验目的

• 理解流的概念
• 熟悉流类库中常用的类及成员函数用法
• 熟悉 I/O 格式控制方法，掌握常用格式控制
• 了解文件 I/O，掌握文件 I/O 基本用法

二、实验准备

结合第 11 章教材、课件，复习/学习如下内容：

• 基础知识
  • 流是什么？如何理解？
  • C++中 I/O 是通过什么来实现的？
  • 常用 I/O 流类的继承/派生层次关系
  • 预定义标准流对象 cin, cout, cerr, clog
• C++中格式化 I/O 方法
• 文件 I/O 方法及常用成员函数

三、实验内容

• 基础练习
  • 教材习题 11-7
  • 教材习题 11-3
  • 教材习题 11-4
• 应用练习
  • 已知有班级名单文件 list.txt（见实验 7 附件包）。编写一个应用程序实现随机抽点
    5 位同学，在屏幕上显示结果，同时，也将结果写入文件 roll.txt。
    • 编写程序实现题目基本功能要求。（必做）
    • (选做）
      对①中实现的基本功能进行完善、扩充，使得这个点名应用程序更灵活、更方便。比如：
      • 从键盘输入班级文件名，支持对不同班级的点名操作；
      • 从键盘输入用于保存点名结果的文件名。更灵活地，自动获取当前系统日期作为文件名，比如 20180612.txt。（如果希望更细粒度，文件名可以到小时和分钟这一层级）；
      • 随机抽点人数不固定，通过键盘按键控制何时抽点结束；
      • 通过菜单及程序的函数模块划分，或类的设计与实现，做成一个更完善的应用，等等。
  • 统计英文文本文件字符数、单词数、行数，文件名由键盘输入。
    • 编写 C++程序实现题目基本功能要求。（必做）
    • 选做
      • 提供菜单，由用户选择统计内容；
      • 思考当文本内容数量级偏大，①处已实现的程序能否胜任，实现快速统计？在算法和处理逻辑上是否存在进一步改进的部分?

四、实验步骤

4.1 基础练习

4.1.1 11-7

• 注释:

#include <iostream>
using namespace ::std;
int main() {
	ios_base::fmtflags original_flags = cout.flags(); //保存cout参数设置 
	cout<< 812<<'|';
	cout.setf(ios_base::left,ios_base::adjustfield); //设置cout的对齐方式为左对齐 
	cout.width(10); //将cout宽度改为10 
	cout<< 813 << 815 << '/n';
	cout.unsetf(ios_base::adjustfield); //取消cout对齐方式的设置 
	cout.precision(2);// 设置浮点数输出的精度值 
	cout.setf(ios_base::uppercase|ios_base::scientific); //设置浮点数的显示参数 
	cout << 831.0 ;
	cout.flags(original_flags); //恢复cout原参数设置 
	return 0;
}

• Screenshot:
  

4.1.2 11-3

• Code:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main(){
	ofstream fout("test1.txt");
	fout<<"已成功写入文件！";
	fout.close();
	return 0; 
}

• 演示：
  

4.1.3 11-4

• Code:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main(){
	ifstream fin("test1.txt");
	string tmp;
	getline(fin,tmp);
	cout<<tmp;
	fin.close();
	system("pause");
	return 0; 
}

• 演示：
  

4.2 应用练习

4.2.1

• ①：必做部分：

#include<bits/stdc++.h>
#define rap(a,b) for(int a=0;a<b;++a)
using namespace std;
struct stu{
	int num;
	string stuid,name,cls;
}tmp;
ostream &operator <<(ostream &o,const stu &tmp){
    o<<tmp.num<<" "<<tmp.stuid<<" "<<tmp.name<<" "<<tmp.cls<<endl;
    return o;
}
ifstream fin;
int main(){
	ifstream fin("list.txt");
	vector<stu>a;
	while(fin>>tmp.num>>tmp.stuid>>tmp.name>>tmp.cls){
		a.push_back(tmp);
	}
	//cout<<a.size();
	fin.close();
	ofstream fout("roll.txt");
	srand((unsigned)time(NULL)); 
	rap(i,5){
		int tmp2=rand()%a.size();
		cout<<a[tmp2];
		fout<<a[tmp2];	
	}
	fout.close();
	return 0;
}

控制台窗口运行结果：

运行文件夹及文件截图：

• ②：选做部分
  实现功能：通过输入班级序号选择班级进行点名，通过ENTER键控制点名数量，通过时间或用户输入的字符串保存文件：
  Code:

#include<bits/stdc++.h>
#define rap(a,b) for(int a=0;a<b;++a)
using namespace std;
struct stu{
	int num;
	string stuid,name,cls;
}tmp;
ostream &operator <<(ostream &o,const stu &tmp){
    o<<tmp.num<<" "<<tmp.stuid<<" "<<tmp.name<<" "<<tmp.cls<<endl;
    return o;
}
int cmp(const stu &a,const stu  &b){
	return a.cls>b.cls;
}
void callbyclass(vector<stu>a,vector<stu>*res){
	int sz=a.size();
	sort(a.begin(),a.end(),cmp);
	vector<int>clsidx; 
	string tmp=a[0].cls;
	clsidx.push_back(0);
	rap(i,sz){
		if(a[i].cls!=tmp){
			clsidx.push_back(i);
			tmp=a[i].cls;
		}
	}
	clsidx.push_back(sz);
	cout<<"Class:"<<endl;
	rap(i,clsidx.size()-1)cout<<i+1<<" : "<<a[clsidx[i]].cls<<endl;
	cout<<"Please Choose Class num to call student"<<endl;
	int idx;
	cin>>idx;
	while(idx>clsidx.size()){
		cout<<"Wrong Class number, plz choose again!"<<endl;
		cin>>idx;
	}
	getchar();
	do{
		int t=rand()%(clsidx[idx]-clsidx[idx-1]);
		cout<<a[t+clsidx[idx-1]];
		res->push_back(a[t+clsidx[idx-1]]);
	}while(getchar()=='
');
} 
int main(){
	time_t t = time(0);
	ifstream fin("list.txt");
	vector<stu>a;
	while(fin>>tmp.num>>tmp.stuid>>tmp.name>>tmp.cls){
		a.push_back(tmp);
	}
	fin.close();
	srand((unsigned)time(NULL));
	vector<stu>res;
	callbyclass(a,&res);
	cout<<"Save by time enter 1, by your desired string enter 2.
";
	int tmp;
	cin>>tmp;
	if(tmp==1)
	{
		char ch[64];
		strftime(ch, sizeof(ch), "%Y%m%d%H%M%S.txt", localtime(&t)); 
		ofstream fout(ch);
		rap(i,res.size())fout<<res[i];
		fout.close();
	}
	else if(tmp==2){
		string n;
		cout<<"
Plz enter your filename:"<<endl;
		cin>>n;
		ofstream fout(n.c_str());
		rap(i,res.size())fout<<res[i];
		fout.close();
	}
	return 0;
}

演示效果如下：

4.2.2

• ① 必做部分：
  算法思路：利用getline函数读入每一行，每一行得到的 string.size() 即为每行字符数量，利用 strtok 分割文本得到单词数。
  Code:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const char de[]={'"',',',' ','.','','!','?','-','(',')','#','/',':'};
int main(){
	cout<<"Please Enter filname:
";
	string filename;
	cin>>filename;
	ifstream fin(filename.c_str());
	string line;
	long long linenum=0,chnum=0,wordnum=0;
	while(getline(fin,line)){
		char *tmp=new char[line.length()+1];
		strcpy(tmp,line.c_str());
		char *tmp2;
		tmp2=strtok(tmp,de);
		if(tmp2!="")wordnum++;
		while((tmp2=strtok(NULL,de)))wordnum++;
		linenum++;
		chnum+=line.size();
	}
	cout<<"行数："<<linenum<<" 字符数："<<chnum<<" 单词数："<<wordnum;
	fin.close();
	return 0;
} 

• 测试文件1（233.txt）：
  
• 测试文件2 （bible.txt）：