《流类库与输入输出》课件

《流类库与输入输出》ppt课件contents目录流类库概述流类库的主要类和函数流类库的使用方法输入输出流在程序中的应用输入输出流的异常处理输入输出流的性能优化01流类库概述0102流类库的定义数据流可以来自文件、网络连接或其他数据源，流类库使得程序员能够以统一的方式处理不同类型的输入输出操作。流类库是一种用于处理输入输出流的软件库，它提供了一组函数和类，用于读取、写入和管理数据流。

流类库的用途提高开发效率流类库提供了一组标准化的接口和功能，使得程序员可以更加高效地编写输入输出相关的代码，避免了重复造轮子。简化复杂操作流类库封装了底层操作系统的细节，使得程序员可以更加专注于业务逻辑的实现，而不需要关心底层的实现细节。提高代码可维护性使用流类库可以使得代码更加模块化、可重用和可维护，降低了代码的耦合度。标准库的出现随着C的发展，标准库中提供了更加丰富和强大的流类库，如iostream库。这些库提供了更加高级和方便的功能，如文件操作、字符串流等。早期流类库早期的流类库主要基于C语言，如stdio.h头文件中的函数。这些函数提供了基本的输入输出功能，但使用起来比较繁琐。第三方流类库除了标准库外，还有很多第三方流类库可供选择，如log4cpp、spdlog等。这些库提供了更加灵活和定制化的功能，满足了不同场景的需求。流类库的发展历程02流类库的主要类和函数

输入输出流类输入输出流类是C标准库中提供的基本流类，用于数据的输入和输出操作。输入输出流类包括istream、ostream、fstream等，其中istream用于从输入流中读取数据，ostream用于向输出流中写入数据，fstream用于读写文件。输入输出流类提供了一系列的函数和运算符，用于执行各种输入输出操作，如读取和写入数据、格式化输出等。文件输入输出流类提供了打开、关闭、读取和写入文件等操作，同时还提供了对文件进行定位和随机访问的功能。使用文件输入输出流类可以方便地读取和写入文件，同时还可以对文件进行加密和解密等操作。文件输入输出流类是fstream的子类，用于读写文件。文件输入输出流类控制台输入输出流类是iostream的子类，用于从控制台读取输入和向控制台输出结果。控制台输入输出流类提供了读取控制台输入、向控制台输出文本、格式化输出等功能。使用控制台输入输出流类可以方便地从控制台获取用户输入，同时还可以将结果输出到控制台，方便调试和交互。控制台输入输出流类网络输入输出流类是用于网络通信的流类，提供了基于TCP/IP协议的网络通信功能。网络输入输出流类提供了建立网络连接、发送和接收数据等功能。使用网络输入输出流类可以实现基于网络的数据传输和控制，可以用于开发各种网络应用程序，如聊天室、FTP服务器等。网络输入输出流类03流类库的使用方法使用`ifstream`、`ofstream`或`fstream`类打开文件，如`ifstreaminputFile("example.txt");`打开文件使用`close()`函数关闭文件，如`inputFile.close();`关闭文件流的打开与关闭使用`>>`运算符或`getline()`函数从输入流中读取数据，如`intnum;inputFile>>num;`或`getline(inputFile,line);`使用`<<`运算符或`write()`函数向输出流中写入数据，如`outputFile<<"Hello,world!";`或`write(outputFile,buffer,size);`数据的输入写入数据读取数据使用流类库中的格式化函数，如`setw()`、`setprecision()`、`fixed()`等，来控制数据的输入输出格式。控制输入输出格式使用流类库中的格式化输出函数，如`cout.setf()`、`cout.unsetf()`等，来设置或取消设置格式标志。格式化输出使用流类库中的格式化输入函数，如`cin.width()`、`cin.precision()`等，来设置或获取格式化参数。格式化输入流的格式化04输入输出流在程序中的应用读取文本文件读取二进制文件读取大型文件读取特定格式文件从文件中读取数据01020304使用输入流类如`ifstream`，打开文件并逐行读取内容。使用输入流类如`ifstream`，打开文件并读取二进制数据。使用缓冲区和指针，将数据从文件中读取到缓冲区中，再进行处理。使用特定的输入流类或自定义的输入流类，按照特定格式解析文件内容。使用输出流类如`ofstream`，打开文件并逐行写入内容。写入文本文件使用输出流类如`ofstream`，打开文件并写入二进制数据。写入二进制文件使用缓冲区，将数据从内存中写入到缓冲区中，再写入到文件中。写入大型数据使用特定的输出流类或自定义的输出流类，按照特定格式组织数据并写入文件。写入特定格式文件向文件中写入数据010204从控制台读取数据使用`cin`对象从标准输入流中读取数据。使用`getline()`函数从控制台读取一行字符串。使用`ignore()`函数忽略控制台中的空格、制表符和换行符。使用`peek()`函数查看下一个字符而不从输入流中删除它。03使用`cout`对象向标准输出流中写入数据。使用`put()`函数向控制台输出一个字符。使用`write()`函数向控制台输出一个字符串或字符数组。使用`flush()`函数确保所有缓冲区中的数据都被立即写入控制台。01020304向控制台写入数据05输入输出流的异常处理输入输出异常是指在程序进行输入或输出操作时，由于某些原因导致操作失败或数据损坏的情况。输入异常通常发生在读取数据时，如文件不存在、文件格式不正确等。输出异常通常发生在写入数据时，如磁盘空间不足、无法打开文件等。输入输出异常的定义123在程序中捕获和处理异常，确保程序能够正常运行。使用异常处理机制在操作输入输出流之前，检查流的状态是否正常，如文件是否可读或可写。检查输入输出流的状态在C中，可以使用标准库提供的异常处理类来处理输入输出异常，如std:fstream、std:iostream等。使用异常处理类输入输出异常的处理方法确保输入数据的格式正确，避免因格式不匹配导致异常。规范输入输出格式检查资源可用性使用异常处理机制在操作输入输出资源之前，检查资源是否可用，如文件是否存在、磁盘空间是否足够等。在程序中合理使用异常处理机制，确保程序能够正确处理异常情况。030201输入输出异常的预防措施06输入输出流的性能优化缓冲区作用缓冲区主要用于提高数据传输效率，通过将数据暂存于缓冲区中，减少直接与硬件交互的次数，降低系统开销。缓冲区大小选择缓冲区大小的选择对性能优化至关重要，过小可能导致频繁的读写操作，过大则可能造成内存浪费。缓冲区分类根据用途和特性，缓冲区可分为输入缓冲区、输出缓冲区和系统缓冲区等。缓冲区的使用异步I/O允许程序在等待数据传输完成的同时执行其他任务，从而提高程序的并发性能。异步I/O直接内存访问允许程序绕过操作系统，直接与硬件交互，提高数据传输效率。直接内存访问零拷贝技术通过减少数据在内存中的复制次数，降低CPU和内存的使用率，提高数据传输效率。零拷贝技术高效的输入输出方式03并行数据库系统并行数据库系统通过将数据分成多个片