C++:IO類,文件輸入輸出,string流練習題

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前面已經在用的IO庫設施

  • istream：輸入流類型，提供輸入操作。
  • ostream：輸出流類型，提供輸出操作
  • cin：一個istream對象，從標準輸入讀取數據。
  • cout：一個ostream對象，向標準輸出寫入數據。
  • cerr：一個ostream對象，向標準錯誤寫入消息。
  • >>運算符：用來從一個istream對象中讀取輸入數據。
  • <<運算符：用來向一個ostream對象中寫入輸出數據。
  • getline函數：從一個給定的istream對象中讀取一行數據，存入到一個給定的string對象中。

IO類

  • iostream頭文件：從標準流中讀寫數據，istream,ostream等
  • fstream頭文件：從文件中讀寫數據，ifstream,ofstream等
  • sstream頭文件：從字符串中讀寫數據，istringstream,ostringstream

IO對象不能拷貝或賦值

由於不能拷貝IO對象，因此不能將 形參 或 返回類型 設置為 流類型。進行 IO 操作的函數通常以 引用方式 傳遞和 返回流。讀寫一個IO對象會改變其狀態，因此 傳遞和返回的引用不能用const。

  • IO對象不能存在容器裡.
  • 形參和返回類型也不能是流類型。
  • 形參和返回類型一般是流的引用。
  • 讀寫一個IO對象會改變其狀態，因此傳遞和返回的引用不能是const的。

條件狀態

狀態 解釋
strm:iostate 是一種機器無關的類型，提供瞭表達條件狀態的完整功能
strm:badbit 用來指出流已經崩潰
strm:failbit 用來指出一個IO操作失敗瞭
strm:eofbit 用來指出流到達瞭文件結束
strm:goodbit 用來指出流未處於錯誤狀態，此值保證為零
s.eof() 若流s的eofbit置位，則返回true
s.fail() 若流s的failbit置位，則返回true
s.bad() 若流s的badbit置位，則返回true
s.good() 若流s處於有效狀態，則返回true
s.clear() 將流s中所有條件狀態位復位，將流的狀態設置成有效，返回void
s.clear(flags) 將流s中指定的條件狀態位復位，返回void
s.setstate(flags) 根據給定的標志位，將流s中對應的條件狀態位置位，返回void
s.rdstate() 返回流s的當前條件狀態，返回值類型為strm::iostate

上表中，strm是一種IO類型，（如istream）， s是一個流對象。

管理輸出緩沖

  • 每個輸出流都管理一個緩沖區，用來保存程序讀寫的數據。文本串可能立即打印出來，也可能被操作系統保存在緩沖區內，隨後再打印。
  • 刷新（即，數據真正寫到輸出設備或文件）緩沖區的IO操縱符
    • endl：輸出一個換行符並刷新緩沖區
    • flush：刷新流，但不添加任何字符
    • ends：在緩沖區插入空字符null，然後刷新
    • unitbuf：告訴流接下來每次操作之後都要進行一次flush操作。
    • nounitbuf：回到正常的緩沖方式

文件輸入輸出

頭文件fstream定義瞭三個類型來支持文件IO：

  • ifstream從一個給定文件讀取數據。
  • ofstream向一個給定文件寫入數據。
  • fstream可以讀寫給定文件。

fstream特有的操作

操作 解釋
fstream fstrm; 創建一個未綁定的文件流。
fstream fstrm(s); 創建一個文件流，並打開名為s的文件，s可以是string也可以是char指針
fstream fstrm(s, mode); 與前一個構造函數類似，但按指定mode打開文件
fstrm.open(s) 打開名為s的文件，並和fstrm綁定
fstrm.close() 關閉和fstrm綁定的文件
fstrm.is_open() 返回一個bool值，指出與fstrm關聯的文件是否成功打開且尚未關閉

上表中，fstream是頭文件fstream中定義的一個類型，fstrm是一個文件流對象。

文件模式

文件模式 解釋
in 以讀的方式打開
out 以寫的方式打開
app 每次寫操作前均定位到文件末尾
ate 打開文件後立即定位到文件末尾
trunc 截斷文件
binary 以二進制方式進行IO操作。

string流

頭文件sstream定義瞭三個類型來支持內存IO：

  • istringstream從string讀取數據。
  • ostringstream向string寫入數據。
  • stringstream可以讀寫給定string。

stringstream特有的操作

操作 解釋
sstream strm 定義一個未綁定的stringstream對象
sstream strm(s) 用s初始化對象
strm.str() 返回strm所保存的string的拷貝
strm.str(s) 將s拷貝到strm中，返回void

上表中sstream是頭文件sstream中任意一個類型。s是一個string。

書中演示demo使用

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <sstream>
using namespace std;
typedef struct PersonInfo
{
	string name;
	vector<string> phones;
}p;
int main() {
	string line, word;
	vector<p> people;
	while (getline(cin, line))
	{
		p info;
		istringstream record(line);
		record >> info.name;
		while (record >> word)
			info.phones.push_back(word);
		people.push_back(info);
	}

	for (auto i : people)
	{
		cout << i.name << endl;
		for (auto j : i.phones)
			cout << j << "   ";
		cout << endl;
	}
	return 0;
}

練習

練習1

編寫函數，接受一個istream&參數，返回值類型也是istream&。此函數須從給定流中讀取數據，直至遇到文件結束標識時停止。它將讀取的數據打印在標準輸出上。完成這些操作後，在返回流之前，對流進行復位，使其處於有效狀態。

解：

std::istream& func(std::istream &is)
{
    std::string buf;
    while (is >> buf)
        std::cout << buf << std::endl;
    is.clear();
    return is;
}

練習2

測試函數，調用參數為cin。

解：

#include <iostream>
using std::istream;
istream& func(istream &is)
{
    std::string buf;
    while (is >> buf)
        std::cout << buf << std::endl;
    is.clear();
    return is;
}
int main()
{
    istream& is = func(std::cin);
    std::cout << is.rdstate() << std::endl;
    return 0;
}

測試

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
istream& f1(istream& is)
{
	int s;
	while (is >> s)
	{
		cout << s << endl;
	}
	return is;
}
istream& f2(istream& is)
{
	int s;
	while (is >> s)
	{
		cout << s << endl;
	}
	is.clear();
	return is;
}
int main()
{
	istream& is = f1(cin);
	cout << is.rdstate() << endl;
	istream& is2 = f2(cin);
	cout << is2.rdstate() << endl;
	return 0;
}

練習3

什麼情況下，下面的while循環會終止？

while (cin >> i) /*  ...    */

如badbit、failbit、eofbit 的任一個被置位，那麼檢測流狀態的條件會失敗。

練習4

編寫函數，以讀模式打開一個文件，將其內容讀入到一個string的vector中，將每一行作為一個獨立的元素存於vector中。

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <fstream>
using namespace std;
void ReadFileToVec(const string& filename, vector<string>& vec)
{
	ifstream ifs(filename);
	if (ifs)
	{
		string buf;
		while (getline(ifs, buf))
			vec.push_back(buf);
	}
}

練習5

重寫上面的程序，將每個單詞作為一個獨立的元素進行存儲。

void ReadFileToVec(const string& fileName, vector<string>& vec)
{
    ifstream ifs(fileName);
    if (ifs)
    {
        string buf;
        while (ifs >> buf)
            vec.push_back(buf);
    }
}

練習6

編寫程序，將來自一個文件中的行保存在一個vector中。然後使用一個istringstream從vector讀取數據元素，每次讀取一個單詞。

#include <iostream>
#include <string>
#include <sstream>
#include <fstream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
	//將來自一個文件的行保存到vector中
	ifstream ifs("hello.txt");
	if (!ifs)
	{
		cerr << "no data ?" << endl;
		return -1;
	}
	vector<string> vecline;
	string line;
	while(getline(ifs, line))
		vecline.push_back(line);
	ifs.close();
	//從vector讀取元素，每次隻讀一個單詞
	for (auto &s : vecline)
	{
		istringstream iss(s);
		string word;
		while (iss >> word)
			cout << word << endl;
	}
	return 0;
}

練習7

本節的程序在外層while循環中定義瞭istringstream對象。如果record對象定義在循環之外，你需要對程序進行怎樣的修改？重寫程序，將record的定義移到while循環之外，驗證你設想的修改方法是否正確。

解：

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
#include <vector>
using std::vector; using std::string; using std::cin; using std::istringstream;
struct PersonInfo {
    string name;
    vector<string> phones;
};
int main()
{
    string line, word;
    vector<PersonInfo> people;
    istringstream record;
    while (getline(cin, line))
    {
        PersonInfo info;
        record.clear();
        record.str(line);
        record >> info.name;
        while (record >> word)
            info.phones.push_back(word);
        people.push_back(info);
    }
    for (auto &p : people)
    {
        std::cout << p.name << " ";
        for (auto &s : p.phones)
            std::cout << s << " ";
        std::cout << std::endl;
    }
    return 0;
}

練習8

我們為什麼沒有在PersonInfo中使用類內初始化？

解：

因為這裡隻需要聚合類就夠瞭，所以沒有必要在PersionInfo中使用類內初始化。

練習9

電話號碼程序

#include <iostream>
#include <string>
#include <sstream>
#include <fstream>
#include <vector>
using namespace std;
struct PersonInfo {
	string name;
	vector<string> phones;
};
bool valid(const string& str)
{
	return isdigit(str[0]);
}
string format(const string& str)
{
	return str.substr(0, 3) + "-" + str.substr(3, 3) + "-" + str.substr(6);
}
int main()
{
	//從文件中讀取信息存入vector容器
	ifstream ifs("phone.txt");
	if (!ifs)
	{
		cerr << "no phone numbers ? " << endl;
		return -1;
	}
	vector<PersonInfo> people;
	string line, word;
	istringstream record;
	while (getline(ifs, line))
	{
		PersonInfo info;
		record.clear();
		record.str(line);
		record >> info.name;
		while (record >> word)
		{
			info.phones.push_back(word);
		}
		people.push_back(info);
	}
	//逐個驗證電話號碼 並 改變其格式
	for (const auto& entry : people)   //對people中的每一項
	{
		//每個循環創建的對象
		ostringstream formatted, badnums;
		//對每個數
		for (const auto& nums : entry.phones)
		{
			if (!valid(nums))
			{
				badnums << " " << nums;
				//將數的字符串形式存入badnums
			}
			else
			{
				//將格式化的字符串寫入formatted
				formatted << " " << format(nums);
			}
		}
		//沒有錯誤的數
		if (badnums.str().empty())
		{
			cout << entry.name << " "
				<< formatted.str() << endl;
		}
		else
		{
			//打印名字和錯誤的數
			cerr << "input error: " << entry.name
				<< " invalid number(s)" << badnums.str() << endl;
		}
	}
	return 0;
}

總結

本篇文章就到這裡瞭，希望能夠給你帶來幫助，也希望您能夠多多關註WalkonNet的更多內容！

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