c++標準輸入輸出流關系的前世今生

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輸入輸出是每一種編程語言必不可少的部分，c++也不例外，下面我們就來說明c++的標準輸入輸出的前世今生。

1.首先說一下iostream和iostream.h的區別

#include<iostream>      // 這個就是1998年標準化以後的標準頭文件,使用時需要使用聲明命名空間std
#include<iostream.h>        // 這個就是標準化以前的頭文件,裡面的函數以及類都是全局的

iostream是現在C++中規定的標準，目的在於使C++代碼用於移植和混合嵌入時不受擴展名.h的限制，避免因為.h而造成的額外的處理和修改。

iostream包含的基本功能和對應的iostream.h相同，iostream中定義的內容都在命名空間std中，而iostream.h是為瞭對c語言進行兼容，所以將標準輸入輸出功能都定義在全局空間中，他們的使用方法也是不一樣的，另外推薦直接使用iostream，畢竟iostream.h是很多年前的老物件瞭，標準c++中已經明確不適用瞭，以後有可能被淘汰。

註意：在標準化的過程中，庫中有些部分的細節被修改瞭，所以舊頭文件和新頭文件中的實體不一定完全對應

這裡看一下他們使用上的不同：

#include<iostream.h>
或者是 
#include<iostream>
using namespace std;

可見凡是要使用標準c++輸入輸出，都需要加上using namespace std。

2.輸入輸出流關系梳理

要弄清楚c++的輸入輸出流，必須要從源頭找起，從安裝文件裡面找出輸入輸出流相關的頭文件，大概列一下，相關頭文件有以下這些：

  • istream，可以看到istream頭文件是聲明瞭basic_istream模板類
  • ostream，ostream頭文件是聲明瞭basic_ostream模板類
  • iostream，iostream隻是聲明瞭一個istream對象和三個ostream對象，這一點後面會說明
  • iosfwd，iosfwd頭文件裡面聲明瞭所有輸入輸出類的模板類的一個實例
  • fstream，fstream裡面聲明瞭basic_filebuf模板類、basic_ifstream模板類、basic_ofstream模板類
  • iomainip，iomainip裡面聲明瞭一些帶參數的操縱算子
  • sstream，sstream裡面聲明瞭basic_stringbuf模板類、basic_istringstream模板類、basic_ostringstream模板類
  • streambuf，streambuf裡面聲明瞭basic_streambuf模板類

上面說到iosfwd對輸入輸出的類模板做瞭實例化，我們截取一段代碼，如下:

  /// Base class for @c char streams.
  typedef basic_ios<char>         ios; //基礎類

  /// Base class for @c char buffers.
  typedef basic_streambuf<char>     streambuf;

  /// Base class for @c char input streams.
  typedef basic_istream<char>         istream;

  /// Base class for @c char output streams.
  typedef basic_ostream<char>         ostream;

  /// Base class for @c char mixed input and output streams.
  typedef basic_iostream<char>         iostream;

  /// Class for @c char memory buffers.
  typedef basic_stringbuf<char>     stringbuf;

  /// Class for @c char input memory streams.
  typedef basic_istringstream<char>     istringstream;

  /// Class for @c char output memory streams.
  typedef basic_ostringstream<char>     ostringstream;

  /// Class for @c char mixed input and output memory streams.
  typedef basic_stringstream<char>     stringstream;

  /// Class for @c char file buffers.
  typedef basic_filebuf<char>         filebuf;

  /// Class for @c char input file streams.
  typedef basic_ifstream<char>         ifstream;

  /// Class for @c char output file streams.
  typedef basic_ofstream<char>         ofstream;

  /// Class for @c char mixed input and output file streams.
  typedef basic_fstream<char>         fstream;

為瞭敘述方便，後續我們直接使用以上實例類來代指模板類，下面用一張圖說明這些類之間的關系：

箭頭代表繼承的關系，然後相應的buf後綴的類是同一列的其他類使用的緩沖區類。

以istream,ostream,iostream三者為例，看一下具體的繼承關系，如下：

template<typename _CharT, typename _Traits>
    class basic_istream : virtual public basic_ios<_CharT, _Traits>;
template<typename _CharT, typename _Traits>
    class basic_ostream : virtual public basic_ios<_CharT, _Traits>;
template<typename _CharT, typename _Traits>
    class basic_iostream
    : public basic_istream<_CharT, _Traits>,
      public basic_ostream<_CharT, _Traits>;

可以看到basic_istream和basic_ostream都是虛繼承於basic_ios，basic_iostream是繼承於basic_istream和basic_ostream，註意這裡繼承於basic_ios的時候之所以要用虛擬繼承，是為瞭防止多重繼承時，多個父類共用基類產生二義性。

註：所謂二義性是指basic_iostream類對象會產生兩個basic_ios對象，用瞭虛繼承後，就隻會產生一個basic_ios對象，從而避免瞭二義性。

說到這裡，我想問一下，有多少人最開始接觸iostream的時候首先使用的是cin和cout呢，其實通過iostream頭文件，我們可以看到，我們常用的cin對象就是istream的一個實例，而cout則是ostream的實例，標準c++中還聲明瞭ostream的另外兩個實例cerr、clog。

總結

到此這篇關於c++標準輸入輸出流關系的文章就介紹到這瞭,更多相關c++標準輸入輸出流關系內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！

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