C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課件第10章輸入輸出流

1、第10章 輸入輸出流 課程要求1深入理解c+的輸入輸出流的含義與其實(shí)現(xiàn)方法。2掌握標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出流的應(yīng)用，包括格式輸入輸出。3掌握文本文件和二進(jìn)制文件的讀寫方法。4掌握文件的隨機(jī)存取方法。5掌握字符串流的應(yīng)用。主要內(nèi)容10.1 c+的輸入輸出10.2 標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出流10.3 文件操作與文件流10.4 字符串流10.1 c+的輸入輸出 c+的輸入輸出是以流（字節(jié)序列）的形式進(jìn)行的 。c+的輸入輸出主要有以下三種：（1）對(duì)系統(tǒng)指定的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的輸入輸出，即標(biāo)準(zhǔn)i/o。（2）以外存磁盤文件為對(duì)象進(jìn)行的輸入輸出，稱為文件的輸入輸出。（3）對(duì)內(nèi)存指定的空間進(jìn)行輸入輸出。 10.1.1 c+流的概念 1流與流

2、類c+的輸入輸出流是由若干字節(jié)組成的字節(jié)序列，這些字節(jié)中的數(shù)據(jù)按一定的順序從一個(gè)對(duì)象傳送到另一個(gè)對(duì)象。 c+提供了一些供程序設(shè)計(jì)者使用的類，在這些類中封裝了可以實(shí)現(xiàn)輸入輸出操作的函數(shù)，這些類統(tǒng)稱為i/o流類。流是用流類定義的對(duì)象，如cin、cout 2流的分類 （1）文本流和二進(jìn)制流 ：按照數(shù)據(jù)的格式 （2）緩沖流與非緩沖流：按是否使用緩沖區(qū)10.1.2 c+流類庫(kù) c+的流類庫(kù)是用繼承方法建立起來(lái)的輸入輸出類庫(kù)，由支持標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出操作的基類和支持特定種類的源和目標(biāo)的輸入輸出操作的類組成。它具有兩個(gè)平行的基類，所有其它的流類都是從它們直接或間接地派生出來(lái)的。 streambuf類：提供對(duì)流緩沖

3、區(qū)的低級(jí)操作 ios類：提供對(duì)設(shè)備、文件的讀寫操作 c+流類體系 1通用i/o流類庫(kù)（1）基類ios（2）輸入類istream（3）輸出類ostream（4）輸入輸出類iostream2文件i/o流類庫(kù)（1）ofstream類（2）ifstream類（3）fstream 類3字符串i/o流類庫(kù)（1）ostrstream 類（2）istrstream 類（3）strstream類10.1.3 與iostream類庫(kù)有關(guān)的頭文件(1) iostream.h：包含對(duì)輸入輸出流進(jìn)行操作的基本信息，提供無(wú)格式支持的低級(jí)輸入輸出和有格式支持的高級(jí)輸入輸出操作功能。(2) fstream.h：包含管理文件輸

4、入輸出操作的有關(guān)信息。(3) strstrea.h：包含對(duì)內(nèi)存中數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入輸出操作的有關(guān)信息。 (4) stdiostream.h：包含進(jìn)行c風(fēng)格的輸入輸出操作的有關(guān)信息。(5) iomanip.h：包含輸入輸出流的格式控制符（manipulator）的有關(guān)信息。當(dāng)一個(gè)程序中需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)流輸入輸出操作時(shí)，則必須包含頭文件iostream.h；當(dāng)需要進(jìn)行文件流輸入輸出操作時(shí)，則必須包含頭文件fstream.h；當(dāng)需要進(jìn)行字符串流讀/寫操作時(shí)，則必須包含頭文件strstream.h。 10.1.4 插入與提取運(yùn)算符的重載 “”本來(lái)在c+中被定義為左位移運(yùn)算符和右位移運(yùn)算符，由于在文件iostre

5、am.h中對(duì)它們進(jìn)行了重載，使得它們能用作標(biāo)準(zhǔn)類型數(shù)據(jù)的輸入輸出運(yùn)算符。從流中獲取數(shù)據(jù)的操作稱為提取操作，使用提取運(yùn)算符“”；向流中添加數(shù)據(jù)的操作稱為插入操作，使用插入運(yùn)算符“”。 10.2 標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出流 10.2.1 標(biāo)準(zhǔn)流類 標(biāo)準(zhǔn)流是不需要打開和關(guān)閉文件即可直接操作的流式文件。 cin：類istream的對(duì)象，用來(lái)處理標(biāo)準(zhǔn)輸入，即鍵盤輸入。 cout：類ostream的對(duì)象，用來(lái)處理標(biāo)準(zhǔn)輸出，即屏幕輸出。 cerr和clog：類ostream的對(duì)象，與錯(cuò)誤信息的標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備（屏幕）相關(guān)聯(lián)，前者為非緩沖方式，后者為緩沖方式。1標(biāo)準(zhǔn)輸入流 cin是由輸入類istream的派生類istream

6、_withassign定義的對(duì)象，在缺省的情況下，cin所關(guān)聯(lián)的外部設(shè)備為鍵盤，實(shí)現(xiàn)從鍵盤上輸入數(shù)據(jù)。 cin為緩沖流。 2標(biāo)準(zhǔn)輸出流在c+流類體系中定義的標(biāo)準(zhǔn)輸出流是cout、cerr、clog，是由輸出類ostream的派生類ostream_withassign定義的對(duì)象，在缺省的情況下，cout、cerr、clog 所關(guān)聯(lián)的外部設(shè)備為屏幕，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流輸出到屏幕。 cout、clog為緩沖流，而cerr為非緩沖流。 10.2.2 格式控制成員函數(shù)數(shù)據(jù)輸出的格式控制可通過(guò)兩種途徑實(shí)現(xiàn)：使用預(yù)定義格式控制符帶參數(shù)（如setw(n)）的：在頭文件iomanip.h中定義不帶參數(shù)（如dec）的：在

7、頭文件iostream.h中定義使用由ios類定義的格式控制成員函數(shù)：在頭文件iostream.h中說(shuō)明1輸出寬度和填充字符輸出寬度和填充字符可通過(guò)由ios類中定義的輸出域?qū)捒刂瞥蓡T函數(shù)width(n)和填充成員函數(shù)fill(c)實(shí)現(xiàn)。其中n為輸出數(shù)據(jù)的寬度，c為填充字符。【例10.2】 使用成員函數(shù)控制輸出寬度及填充方式/*ex10_2.cpp*#include void main() float a=2345.679; cout.fill(*); for (int i=0;i5;i+) cout.width(i+6); coutaendl; 程序運(yùn)行后輸出：2345.682345.68*2

8、345.68*2345.68*2345.68 2其它格式控制若要改變流的其它輸出格式（如對(duì)齊方式），可使用ios類中定義的成員函數(shù)setf來(lái)實(shí)現(xiàn)，函數(shù)格式如下：cout.setf(格式標(biāo)志)格式標(biāo)志在類ios中被定義為枚舉值，在引用這些格式標(biāo)志時(shí)要在前面加上類名ios和域運(yùn)算符“:”。 【例10.3】 將學(xué)生姓名與比賽得分通過(guò)初始化賦給數(shù)組name5、score5，指定姓名域?qū)挒?0個(gè)字符、左對(duì)齊，比賽得分為右對(duì)齊、用定點(diǎn)方式、小數(shù)點(diǎn)后有2位有效數(shù)字。分析：浮點(diǎn)數(shù)默認(rèn)的輸出精度為6（即輸出6位有效數(shù)字），例如浮點(diǎn)數(shù)3456.7891 顯示為3456.79。若要實(shí)現(xiàn)指定小數(shù)點(diǎn)后顯示幾位有效數(shù)字，

9、應(yīng)先用setf設(shè)置定點(diǎn)方式，再用成員函數(shù)precision(n)設(shè)置小數(shù)點(diǎn)后n位有效數(shù)字。 # include # include void main(void) char *name=zhou,zhao,liu,chen,li; double score=89,87.2,78.33,91.444,85.5555; for (int i=0;i5;i+) cout.setf(ios:left); /設(shè)置左對(duì)齊 cout.width(10);/設(shè)置域?qū)挒?0 coutnamei; cout.unsetf(ios:left); cout.setf(ios:fixed); /設(shè)置定點(diǎn)方式 cout.

10、precision(2); /設(shè)置小數(shù)點(diǎn)后2位有效數(shù)字 coutscorein; 程序運(yùn)行后，輸出如下：zhou 89.00zhao 87.20liu 78.33chen 91.44li 85.5610.2.3 數(shù)據(jù)輸入輸出成員函數(shù) 1數(shù)據(jù)輸入成員函數(shù) （1）字符輸入成員函數(shù)成員函數(shù)get()可以從輸入流中獲取字符，并將它存放在指定的變量中。該函數(shù)有以下兩種格式：vch=cin.get() vcin.get（ch） 函數(shù)實(shí)現(xiàn)從輸入流中讀取一個(gè)字符，賦給字符變量ch。采用第2種格式時(shí)，如果讀取數(shù)據(jù)成功則函數(shù)返回非0值（真），否則（遇結(jié)束標(biāo)志符）返回0值（假）。 【例10.4】 讀取字符/*ex1

11、0_4.cpp*#include void main(void) char c1,c2,c3; cout輸入字符：; c1=cin.get(); cin.get(c2); cin.get();/讀入空白字符 cin.get(c3); coutc1=c1endl; coutc2=c2endl; coutc3=c3endl;輸入字符：abcc1=ac2=bc3=c（2）字符串輸入成員函數(shù)從輸入流中一次讀取一串字符，有以下2種方式：vcin.get（字符數(shù)組或字符指針，字符個(gè)數(shù)n，終止字符）vcin.getline（字符數(shù)組或字符指針，字符個(gè)數(shù)n，終止字符）從輸入流中讀取n1個(gè)字符，賦給指定的字符數(shù)

12、組（或字符指針指向的數(shù)組）。如果在讀取n1個(gè)字符之前遇到指定的終止字符，則提前結(jié)束讀取。如果讀取成功則函數(shù)返回非0值（真），否則（遇文件結(jié)束符）返回0值（假）。第三個(gè)參數(shù)缺省為換行符。 【例10.5】 讀取字符串/*ex10_5.cpp*#include void main(void) char str120,str220; cout輸入一行字符串:; cin.getline(str1,20); cin.get(str2,20); coutstr1=str1endl; coutstr2=str2endl;程序運(yùn)行結(jié)果如下：輸入2行字符串:this is a book. this is a bo

13、ok. str1=this is a book.str2=this is a book.2數(shù)據(jù)輸出成員函數(shù) （1）字符輸出成員函數(shù)函數(shù)put()用于輸出單個(gè)字符，格式如下：cout.put(char c);put函數(shù)的參數(shù)c可以是字符或字符的ascii碼，例如：cout.put(a); /在屏幕上顯示字符a （2）字符串輸出成員函數(shù)函數(shù)write()用于輸出一個(gè)指定長(zhǎng)度的字符串，格式如下：cout.write(字符串，字符個(gè)數(shù)n) ;例如：cout.write(this is a book. n,20);10.3 文件操作與文件流 10.3.1 文件的概念 1文件文件（file）指存儲(chǔ)于外部介

14、質(zhì)上的信息集合，分為文本文件和二進(jìn)制文件。 文本文件以字節(jié)（byte）為單位，每字節(jié)為一ascii 碼，代表一個(gè)字符，故又稱字符文件；二進(jìn)制文件又稱為內(nèi)部文件或字節(jié)文件，是把內(nèi)存中的數(shù)據(jù)按其在內(nèi)存中的存儲(chǔ)形式原樣輸出到磁盤上存放。例如整數(shù)1025，以文本形式（31003236h）存儲(chǔ)占用四個(gè)字節(jié)，以二進(jìn)制形式（0401h）存儲(chǔ)則只占用兩個(gè)字節(jié)。2文件的操作文件操作分成4步：（1）定義文件流對(duì)象ifstream 文件輸入流對(duì)象;ofstream 文件輸出流對(duì)象;fstream 文件輸入/出流對(duì)象;（2）打開文件文件流對(duì)象.open(磁盤文件名，輸入輸出模式)也可以在定義文件流對(duì)象時(shí)指定文件打開模

15、式，在構(gòu)造過(guò)程中打開該文件。定義方式如下：ifstream 文件流對(duì)象(磁盤文件名，輸入輸出模式); ofstream 文件流對(duì)象(磁盤文件名，輸入輸出模式); fstream 文件流對(duì)象(磁盤文件名，輸入輸出模式);（3）讀/寫文件（4）關(guān)閉文件文件流對(duì)象.close( );10.3.2 文本文件的讀寫1使用提取運(yùn)算符或插入運(yùn)算符對(duì)文件進(jìn)行讀寫操作。【例10.6】 使用提取運(yùn)算符和插入運(yùn)算符將源文件中的前100個(gè)字符復(fù)制到目標(biāo)文件中。# include void main(void) char fname120,fname220; coutfname1; coutfname2; ifstre

16、am infile(fname1); /定義文件輸入流對(duì)象，打開源文件 if (!infile) cout不能打開輸入文件：fname1endl; return; ofstream outfile(fname2); /定義文件輸出流對(duì)象，打開目標(biāo)文件if (!outfile) cout不能打開目標(biāo)文件：fname2endl; return; char ch; int i; i=0; while(ich; /從源文件中提取一個(gè)字符到變量ch中； outfilech; /將ch中的字符寫入目標(biāo)文件中。 i=i+1; infile.close(); /關(guān)閉源文件 outfile.close(); /

17、關(guān)閉目標(biāo)文件2使用成員函數(shù)進(jìn)行文件的讀寫操作【例10.7】 使用成員函數(shù)get與put將源文件的內(nèi)容復(fù)制到目標(biāo)文件中分析：先打開源文件和目標(biāo)文件，依次從源文件中讀取一個(gè)字符，并將所讀字符寫入目標(biāo)文件中，直到源文件中所有字符讀完為止。# include void main(void) char fname120,fname220; coutfname1; coutfname2; ifstream infile; / 定義文件輸入流對(duì)象 infile.open(fname1, ios:in | ios:nocreate);/打開源文件 if (!infile) cout源文件不存在！fname1e

18、ndl; return; ofstream outfile; / 定義文件輸出流對(duì)象 outfile.open(fname2,ios:out | ios:noreplace);/打開目標(biāo)文件 if (!outfile) cout目標(biāo)文件已存在，不能新建目標(biāo)文件！fname2endl; return; char ch; while (infile.get(ch) /從源文件中提取一個(gè)字符到變量ch中； outfile.put(ch); /將ch中的字符寫入目標(biāo)文件中。 infile.close(); outfile.close();10.3.3 二進(jìn)制文件的讀寫 1二進(jìn)制文件的寫操作二進(jìn)制文件的

19、寫操作是通過(guò)成員函數(shù)write()來(lái)實(shí)現(xiàn)：write(字符數(shù)組或字符指針, 字節(jié)數(shù)); 2二進(jìn)制文件的讀操作二進(jìn)制文件的讀操作是通過(guò)成員函數(shù)read()來(lái)實(shí)現(xiàn)：read(字符數(shù)組或字符指針, 字節(jié)數(shù) ); 3測(cè)試文件結(jié)束測(cè)試二進(jìn)制文件結(jié)束位置可用成員函數(shù)eof()實(shí)現(xiàn)，當(dāng)?shù)竭_(dá)文件結(jié)束位置時(shí)，該函數(shù)返回零值，否則返回非零值。4返回讀入數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度返回最近一次輸入所讀入的字節(jié)數(shù)可用成員函數(shù)gcount()實(shí)現(xiàn)。10.3.4 文件的隨機(jī)讀寫 從文件中任何位置開始進(jìn)行讀或?qū)憯?shù)據(jù)，這種讀寫方式稱為文件的隨機(jī)訪問(wèn)或直接存取。 1文件定位 c+ 的類庫(kù)fstream中定義了兩個(gè)與文件相聯(lián)系的指針v讀指針v寫指針 c+的文件定位分為讀位置和寫位置的定位，對(duì)應(yīng)的成員函數(shù) vseekg()：設(shè)置讀位置vseekp：設(shè)置寫位置 （1）讀操作定位v相對(duì)文件頭指針移動(dòng)n個(gè)字節(jié) seekg(位移量n); v相對(duì)參照位置指針移動(dòng)n個(gè)字節(jié) seekg(位移量n, 參照位置 );參照位置可取三個(gè)值： io3:beg或0：文件頭。 io3:cur或1：文件指針當(dāng)前的位置。 io3:end或2：文件尾。（2）寫操作定位文件寫操作的定位是通過(guò)成員函數(shù)seekp實(shí)現(xiàn)的。v seekp(位移量n); v seekp(