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第八章 输入输出流（input／output stream）的基本概念及原理 8.1 预定义数据类型的输入／输出 8.1.1 基本情况及其优点 C++输入输出流的优点： （一）重载运算符“”和“”能以函数重载的形式极大地扩大用途，在输入输出流中充分体现多态性。 C语言的输入／输出系统本来就灵活性大、功能比较完善。但它有一个较大缺点：无法处理众多的用户自定义数据类型（主要是类及其对象）。例如，有一个结构类型exampl如下： struct exampl { int j; char str[80]; } str_ex; 如欲输出此结构对象str_ex的两个成员的内容，因而笼统地使用如下输出语句printf， printf(“%exampl”,str_ex); 则将会出现编译错误。而C++的输出/输入系统则能很好地解决这个问题。 （二）类型安全（type-safe） [例1]C语言输出语句中的类型错误（第一章已看过） ＃include stdio.h void main( ) { int i=3; double d=4.4; printf(“%d\t%f\n”, i, d); } 运行结果： 3 4.400000 对！ 但如写错为： printf(“%d\t%d\n”, i, d); 则编译时不出错，但运行结果错，为： －26214 但在C++中只须写 couti“ ”dendl;而不必写出变量类型！就能得出 3 4.4，对！ 始终不会出错！ （三）通过缓存增加功能。 （四）附带优点是书写方便以及显示中没有冗余字符，能自动略去浮点数尾数中的零（但如用户希望显示多余的零，也可以做到）。 C++的输入／输出系统是对流的操作，也即操作数据使其流向对象，或从对象流出。 什么是流？流是从源头到目的的数据流动。当键入字符时，字符从键盘流入程序中；当将数据写入磁盘文件中时，数据自程序流动至磁盘上。 C++输入／输出流库是使用继承方法建立起来的一个输入／输出类库，它具有两个平行的基类，即streambuf类和ios类。所有其它流类都是从它们直接或间接地派生出来的。 streambuf类用于提供物理设备的接口，它提供缓冲或处理流的通用方法。它作为一个虚基类，具有类层次如下： 图 8.1 ios类及其派生类用于为用户提供使用流类的接口。它使用streambuf完成检查错误的格式化输入／输出操作，并支持对streambuf的缓冲区进行输入／输出时的格式化或非格式化转换。 ios类作为流库中的一个虚基类，派生出许多派生类，其主要层次如下： 图 8.2 8.1.2 预定义流（标准流）的基本原理 预定义输出输入流涉及较多的头文件有四个：ios.h，istream.h，ostream.h和iostream.h。下面分别介绍。 8.1.2.1 输出流的基本概念 流输出运算符“”是在头文件ostream.h的class ostream中定义的。从图8.2可以看出，class ostream是从class ios中派生出来的。因此下面先看一下用于定义class ios的头文件ios.h。 先看ios.h： /*** *ios.h - definitions/declarations for the ios class. ***/ class ios { public: enum io_state { goodbit = 0x00, eofbit = 0x01, failbit = 0x02, badbit = 0x04 }; enum open_mode { in = 0x01, out = 0x02, ate = 0x04, app = 0x08, trunc = 0x10, nocreate = 0x20, noreplace = 0x40, binary = 0x80 }; enum seek_dir { beg=0, cur=1, end=2 }; enum { skipws = 0x0001, left = 0x0002,