面向对象技术第九章

面向对象技术课件第九章1第一页，共二十页，编辑于2023年，星期五主要内容基本概念C++的流及流类库用户自定义类型的输入/输出文件的输入/输出应用举例2第二页，共二十页，编辑于2023年，星期五基本概念

流：与数据传送有关系的事物叫做流，C++用流表示数据的传输操作。流总是与某一设备（如：键盘、屏幕、硬盘、软盘等）相联系。

流类：C++为输入/输出定义了一组不同的类（包含要进行传送的数据的结构、属性、特征和行为，都将其放在流库中），叫做流类。

流的对象：用流类声明该流类的一个对象，代表某个输入设备或输出设备，并与具体的某个文件相联系，叫做流的对象。

输入流：有一种流表示数据从某个载体或设备传送到内存缓冲区变量中，叫做输入流。

输出流：有一种流表示数据从内存送到某个载体或设备中，叫做输出流。3第三页，共二十页，编辑于2023年，星期五7.2C++的流及流类库

C++流库(streamlibrary)：用派生方法建立起来的一个输入输出类库，它有两个平行的基类：streambuf类和ios类，它们在iostream.h中定义，是两个非常低级的类，所有流类均以两者之一作为其基类。

一、streambuf类

streambuf类主要负责缓冲区的处理。缓冲区由一字符序列和两个指针（输入缓冲区指针和输出缓冲区指针）组成，这两个指针指向字符要被插入或被取出的位置。streambuf类可以派生出三个类：filebuf类、strstreambuf类和conbuf类。4第四页，共二十页，编辑于2023年，星期五它们的类等级如下：

streambuf

filebufstrstreambufconbuf二、ios类

ios类及其派生类提供用户使用流类的接口，提供了输入和输出所需要的公共操作，它支持对streambuf的缓冲区进行输入输出时的格式化或非格式化转换。ios类有四个直接派生类：istream(输入流)、ostream(输出流)、fstreambase(文件流)、strstreambase(串流)。5第五页，共二十页，编辑于2023年，星期五

iosistreamostreamfstreambasestrstreambase

以这四种基本的流类为基础，可派生出多种实用的流类：

iostream（输入/输出流）ifstream（输入文件流）ofstream（输出文件流）fstream（输入/输出文件流）

…在istream、ostream和iostream类的基础上分别重载运算符“=”，就得到了istream_withassign，ostream_withassign和iostream_withassign类。类等级如下：6第六页，共二十页，编辑于2023年，星期五

当开始执行C++程序时，C++会有几个自动打开的预定义流，它们是：

cin:与标准输入设备相关的流。cout:与标准输出设备相关的流。cerr和clog:与标准错误输出设备相关的流。

cerr和clog之间的区别是cerr没有被缓冲，clog被缓冲，只有当缓冲区满时，才进行输出。这四个预定义的流在iostream.h里被说明为withassign类的对象：

externistream_withassigncin;//等价于stdinexternostream_withassigncout;//等价于stdoutexternostream_withassigncerr;//等价于stderrexternostream_withassignclog;//等价于带缓冲的tderr可以用istream和ostream等类声明自己的流对象。7第七页，共二十页，编辑于2023年，星期五7.4用户自定义类型的输入/输出一、重载输出运算符“<<”输出运算符<<也称插入运算符，有两个操作数，左操作数为ostream类类型的对象，右操作数可以是一个预定义类型的变量，也可以是重载了该运算符（<<）的类的对象。重载运算符<<的定义格式如下：

ostream&operator<<(ostream&out,user_type&obj){out<<obj.item1;out<<obj.item2;out<<obj.item3;//…returnout;}一般采用友元函数形式重载。8第八页，共二十页，编辑于2023年，星期五书中例7.7（p258）定义了二维坐标类coord，并通过友元函数重载了输出运算符<<

friendostream&operator<<(ostream&stream,coord&ob);二、重载输入运算符“>>”定义格式如下：

istream&operator>>(istream&in,class_name&obj){in>>obj.item1;in>>obj.item2;in>>obj.item3;//…returnin;}一般采用友元函数形式重载。见例7.8(P260)9第九页，共二十页，编辑于2023年，星期五7.5文件的输入/输出概述

文件是具有相同类型的数据的任意序列，一般是指存放在外部介质上的数据的集合。要对文件进行处理，必须首先建立一个文件。根据文件数据的组织形式，可将文件分为ASCII文件和二进制文件。ASCII文件也称文本（text）文件。他们存放在介质上的存储形式和存储过程是不一样的。

对文件的操作有两种：一是向文件输出数据，另一是从文件读入数据到内存。写入到文件和从文件读出的过程可分解为三个抽象的概念：往流中加入一个字符；从流中取出一个字符；一旦建立一个流，把它与文件相关连以便用来读和写。10第十页，共二十页，编辑于2023年，星期五7.5.1文件打开与关闭

在C++中，打开一个文件，就是将这个文件与一个流建立关联；关闭一个文件，就是取消这种关联。C++有三种类型的文件流：输入文件流ifstream、输出文件流ofstream、输入/输出文件流fstream。类定义在fstream.h中。1、打开文件要将文件输入/输出，首先必须打开文件，分三个步骤：

(1)、在程序中要包含头文件fstream.h

(2)、建立流（定义流类的对象）ifstreamin;//输入流对象in，用于inputofstreamout;//输出流对象out，用于outputfstreamboth;//输入/输出流对象both,用于inputandoutput11第十一页，共二十页，编辑于2023年，星期五

(3)、使用open()函数（将建立的流与文件相关连）open()函数的原型为：

voidopen(constchar*filename,intmode,intaccess);其中filename用来传递文件名的，mode值决定文件的打开方式，其所能取的值是在iostream.h中ios类的公有部分定义的枚举值：

enumopen_mode{in=0x01out=0x02ate=0x04app=0x08trunc=0x10nocreate=0x20noreplace=0x40binary=0x80};每个枚举值的含义请见书中P262下半部分。第二个参数mode值有时也用缺省值。12第十二页，共二十页，编辑于2023年，星期五第三个参数值access是文件的保护方式，与操作系统有关，一般使用缺省值。打开文件的一般格式：

定义流类的对象；流类对象.open(“文件名”，使用方式，访问方式);或

定义流类的对象(“文件名”，使用方式，访问方式);例如：ofstreamout;out.open(“test”,ios::out,0);

如果未成功打开文件，则流变量的值为0，因此打开文件时，通常要判断打开是否成功。2、关闭文件当结束一个文件的操作后，要及时关闭该文件，以防止它被误用。ofstreamout(“test”);关闭文件的一般格式为：

流类对象.close();13第十三页，共二十页，编辑于2023年，星期五

7.5.2文件的读写1、文本文件的读写操作方法：用输入/输出运算符<<、>>。（例7.9）--P265（例7.10）--P265

14第十四页，共二十页，编辑于2023年，星期五2、二进制文件读写操作由于此时读写的数据都是无意义的二进制字符，这时不能用<<和>>运算符来读写。方法有：

(1)、使用put()和get()函数（例7.11）--P266

(2)、使用read()函数（例7.12）--P268和write()函数（例7.13）--P268

上面这4个函数也可以用于文本文件的读写15第十五页，共二十页，编辑于2023年，星期五3、检测文件结束可以使用eof()函数来检测文件是否到达文件尾的标志位EOF该函数的原型是inteof();示例:ifstreamifs;

…..if(!ifs.eof())//尚未到达文件尾

…..或者可以检查流对象是否为零,为零表示文件结束示例:

ifstreamifs;

…..if(!ifs)//尚未到达文件尾

…..

16第十六页，共二十页，编辑于2023年，星期五4、随机存取文件随机存取文件可以根据需要访问文件中的任一个元素。(1)、文件指针函数a)seekg(pos)——在输入流中从头开始移动pos个字节文件读指针

seekp(pos)——在输出流中从头开始移动pos个字节文件写指针b)seekg(pos,origin)seekp(pos,origin)

其中，origin取值：ios::beg、ios::cur、ios::end(2