C/C++中字符串流詳解及其作用介紹

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概述

文件流類和字符串流類都是 ostream, istream 和 iostream 類的派生類, 因此對它們的操作方法是基本相同的.

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字符串流

文件流 字符串流
概念 文件流是以外存文件為輸入輸出對象的數據流 字符串流也 稱為內存流, 以內存中用戶定義的字符數組 (字符串) 為輸入輸出的對象
相關流類 ifstream, ofstream 和 fstream strstream
頭文件 ifstream, ofstream 和 fstream strstream

文件流類和字符串流類都是 ostream, istream 和 iostream 類的派生類, 因此對它們的操作方法是基本相同的.

理解字符串流

我們是輸入是字符串形式, 存放在緩沖區內. 在數據內部是以二進制的方式表示的. 所以輸出也是字符串形式的, 存儲在輸出緩沖區中.

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    double m, n;
    char op;

    cin >> m >> op >> n;
    cout << m << " " << n << " " << op;

    return 0;
}

輸出結果:

123.45 + 6789.10
123.45 6789.1 +

輸出字符串對象

字符串流類沒有open成員函數, 通過調用構造函數建立字符串流對象.

ostream 類的構造函數的原型:

ostrstream::ostrstream(char *buffer, int n, int mode=ios::out);
  • buffer 是指向字符數組首元素的指針
  • n 為指定的緩沖區的大小 (一般選與字符數組的大小相同)
  • mode 指操作方式, 默認為ios::out方式

建立輸出字符串流對象並與字符數組建立關聯:

char ch1[20];
ostrstream strout(ch1, 20);

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輸入字符串流對象

istrstream 類的兩個帶參的構造函數, 原型為:

istrstream::istrstream(char *buffer);
istrstream::istrstream(char *buffer, int n);
  • buffer 是指向字符數組首元素的指針, 用它來初始化流對象
  • n 是緩沖區大小, 可以用字符數組中的一部分

建立輸入字符串流對象:

char ch2[40];
istrstream strin(ch2);  // 將字符數組ch2中的全部數據作為輸入字符串流的內容
istrstream strin(ch2,20);  // 隻將字符數組ch2中的前20個字符作為輸入字符串流的內容

輸入輸出字符串流對象

strstream 類提供的構造函數的原型為:

strstream::strstream(char *buffer, int n, int mode);
  • buffer 是指向字符數組首元素的指針
  • n 為指定的緩沖區的大小 (一般選與字符數組的大小相同)
  • mode 指操作方式, 默認為ios::out方式

舉個栗子:

char ch3[80];
strstream strio(ch3, sizeof(ch3), ios::in|ios::out);

案例一

寫字符數組:

#include <iostream>
#include <strstream>
#include "Student.h"
using namespace std;

int main( )
{
    // 定義數組
    Student stud[3]= {
            {1001, "Little"},
            {1002, "Mid"},
            {1003, "Big"},
    };

    char c[50];  // 定義char數組存放字符流
    ostrstream strout1(c, 30);
    for(int i = 0; i < 3; i++)
        strout1 << stud[i].id << stud[i].name;
    strout1 << ends; // ends是C++的I/O操作符，插入一個′\0′
    cout << "array c:" << c << endl;

    ostrstream strout2(c, 40);
    for(int i = 0; i < 3; i++)
        strout2 << stud[i].id << " " << stud[i].name << " ";
    strout2 << ends;
    cout << "array c:" << c << endl;

    return 0;
}

輸出結果:

array c:1001Little1002Mid1003Big
array c:1001 Little 1002 Mid 1003 Big

案例二

以字符串流為中介交換數據:

#include <iostream>
#include <strstream>
using namespace std;

int* bubble_sort(int array[10]);
void display(int array[10]);


int main() {
    // 定義數組
    char c[50] = "23 45 56 -23 -32 33 61 99 88 77";
    int a[10], *pt;

    // 輸入字符串流
    cout << "array c: " << c << endl;
    istrstream strin(c, sizeof(c));
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        strin >> a[i];
    }

    // 調試輸出
    cout << "array a: ";
    display(a);
    cout << endl;

    // 對數組 a 排序進行冒泡排序
    pt = bubble_sort(a);

    // 輸出字符串流
    ostrstream strout(c, sizeof(c));
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        strout << *(pt+i) << " ";
    }

    cout << "array c: " << c << endl;

    return 0;
}

輸出結果:

array c: 23 45 56 -23 -32 33 61 99 88 77
array a: 23 45 56 -23 -32 33 61 99 88 77
array c: -32 -23 23 33 45 56 61 77 88 99

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字符數組 vs 文件

輸出時數據不是流向外存文件, 而是流向內存中的一個存儲空間. 輸入時從內存中的存儲空間讀取數據.

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字符串流對象關聯的不是文件, 而是內存中的一個字符數組. 因此不需要打開和關閉文件.

每個文件的最後都有一個文件結束符, 表示文件的結束. 而字符流所關聯的字符數組中沒有相應的結束標志. 用戶要指定一個特殊字符 ends(‘\0’) 作為結束符, 在向字符數組寫入全部數據後要寫入此字符.

總結

  • 通過字符串流從字符數組讀數據就如同從鍵盤讀數據一樣, 可以從字符數組讀入字符數據, 也可以讀入整數, 浮點數或其他類型數據
  • 同一字符數組可以先後與不同字符串流 (strin 或 strout) 建立關聯. 分別對用一字符數組進行操作, 甚至可以對字符數組交叉進行讀寫
  • 用輸出字符串流向字符數組些數據時, 是從數組的首地址開始的, 因此更新瞭數組的內容
  • 與字符串流關聯的字符數組並不一定是專為字符串流而定義的數組, 可以對該數組進行其他一般操作
  • 與字符串流關聯的字符數組相當於內存中的臨時倉庫, 可以以 ASCII 形式存放各種類型的數據, 在需要時再從中讀回來. 其他用法相當於標準設備 (顯示器與鍵盤), 同時具有諸多好處

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