C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(第二版)-第八章_數(shù)據(jù)流與文件的輸入輸出

1、C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(第二版)主編 曹靜 中國水利水電出版社C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(第二版)第八章 數(shù)據(jù)流與文件的輸入/輸出2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計第八章 數(shù)據(jù)流與文件的輸入/輸出t8.1 I/O流的概念t8.2 數(shù)據(jù)流的控制t8.3 文件的輸入/輸出t項(xiàng)目設(shè)計7 校園信息管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.1 I/O流的概念t流是一種抽象，它負(fù)責(zé)在數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者和數(shù)據(jù)的消費(fèi)者之間建立聯(lián)系，并管理數(shù)據(jù)的流動。t當(dāng)程序與外界環(huán)境進(jìn)行信息交換時，存在著兩個對象，一個是程序中的對象，另一個是文件對象。t程序建立一個流對象，并指定這個流對象與某個文件對象

2、建立連接，程序操作流對象，流對象通過文件系統(tǒng)對所連接的文件對象產(chǎn)生作用。t讀操作在流數(shù)據(jù)抽象中被稱為（從流中）提取，寫操作被稱為（向流中）插入。2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.2 數(shù)據(jù)流的控制t8.2.1 數(shù)據(jù)流的格式控制t8.2.2 常用的輸入/輸出函數(shù)t8.2.3 數(shù)據(jù)流的錯誤偵測2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.2.1 數(shù)據(jù)流的格式控制t插入（）運(yùn)算符是為所有標(biāo)準(zhǔn)C+數(shù)據(jù)類型定義的，其作用是向流中傳送和讀取數(shù)據(jù)。插入和提取運(yùn)算符與預(yù)先定義的操作符一起工作，用來控制輸入和輸出格式。1輸出寬度l為了調(diào)整輸出時的顯示寬度，可以通過調(diào)用width成員函數(shù)為每個項(xiàng)（i

3、tem）指定輸出寬度或在流中放入setw操縱符。 2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.2.1 數(shù)據(jù)流的格式控制2對齊方式l輸出流的默認(rèn)對齊方式為文本右對齊，程序中可以用setiosflags和resetiosflags操作符重設(shè)對齊方式。 3精度l使用setprecision操作符改變精度，該操作符有兩個標(biāo)志，ios:fixed和ios:scientific。 4進(jìn)制l可以用dec、oct和hex操縱符設(shè)置輸入和輸出的默認(rèn)進(jìn)制。 2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.2.2 常用的輸入/輸出函數(shù)常用istream成員函數(shù)包含：tint istream:get()l如果輸入

4、流包括附加的數(shù)據(jù)，函數(shù)取得并返回下一個字符；否則它返回EOF。tistream& istream:get(char &c)l如果輸入流包括附加的數(shù)據(jù)，函數(shù)取得并將下一個字符分配給c；否則就是沒有定義對c的作用。返回一個對*this（調(diào)用對象）的引用。2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.2.2 常用的輸入/輸出函數(shù)tistream& istream:get(char s,int n,char delim=n)l從輸入流獲取字符并將它們分配給s直到下面的一個條件發(fā)生：取得n-1個字符，沒有輸入字符了，或者下一個接收的字符的值為delim。tistream&

5、; istream:getline(char s,int n,char delim=n)l從輸入流獲取字符并將它們分配給s直到下面的一個條件發(fā)生：取得n-1個字符，沒有輸入字符了，或者下一個接收的字符的值為delim。 2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.2.2 常用的輸入/輸出函數(shù)tint istream:peak()l如果輸入流包括附加的數(shù)據(jù)，函數(shù)返回下一個接收的字符；否則它返回EOF。tistream& istream:unget(char c)l字符c被送到輸入流。它將是下一個要接收的字符。函數(shù)返回一個對*this的引用。庫iostream還提供對ios成員函數(shù)的訪

6、問，一些程序在輸入流中檢測文件尾。tbool ios:eof()l如果流中達(dá)到文件尾則返回真；否則函數(shù)返回假。2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.2.2 常用的輸入/輸出函數(shù)庫iostream還提供兩個類似get()和getline()的ostream成員函數(shù)。tostream& ostream:put(char c)l將字符c插入輸入流中。函數(shù)返回一個對*this的引用。tostream& ostream:write(const char s,int n)l將s中的n個字符插入到輸入流中。空字符也是有效的。函數(shù)返回一個對*this的引用。庫iostream還提供常

7、用的ostream成員函數(shù)。tostream& ostream:flush()l強(qiáng)制任何沒有完成的操作符插入完成。函數(shù)返回一個對*this的引用。2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.2.3 數(shù)據(jù)流的錯誤偵測 流cerr和clog把顯示輸出到默認(rèn)錯誤日志上，該日志通常是控制臺顯示器。t對流cerr的每個插入請求應(yīng)該立即送出顯示。下面給出幾個錯誤消息的例子：lcerr系統(tǒng)將在10秒后重起！n;lcerr輸入值無效，請重新輸入！n; 2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.2.3 數(shù)據(jù)流的錯誤偵測t如果出于效率的緣故，則有必要緩沖錯誤和系統(tǒng)狀態(tài)消息，這樣就應(yīng)該使用帶緩沖的

8、錯誤流clog。像cerr一樣，clog通常是定向到顯示器。下面給出幾個樣例：lclogUserName成功登陸！n;lclog有新郵件！n;2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.3 文件的輸入/輸出t8.3.1 fstream類t8.3.2 格式化文字模式的文件I/Ot8.3.3 二進(jìn)制模式的文件I/Ot8.3.4 文件指針的使用2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.3.1 fstream類tC+里負(fù)責(zé)文件輸入/輸出的類主要有ifstream（文件輸入）、ofstream（文件輸出）以及fstream（文件輸入/輸出）。t所謂文件的I/O（輸入/輸出）是指以程序?yàn)橹鞯慕嵌?/p>

9、而言，文件打開為輸入狀態(tài)時（in），表示程序?qū)⒂晌募x入數(shù)據(jù)；文件打開為輸出狀態(tài)時（out），表示程序?qū)⑤敵鰯?shù)據(jù)至文件。t我們通常將數(shù)據(jù)由文件輸入到程序稱之為讀取，程序?qū)?shù)據(jù)輸出到文件稱之為寫入。 2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.3.1 fstream類tfstream類可以用于將數(shù)據(jù)寫入文件，或讀取文件的數(shù)據(jù)。要使用fstream類執(zhí)行文件的I/O時，首先必須先定義一個fstream類的對象。例如：lfstream file; / 定義一個fstream對象t利用fstream所提供的open成員函數(shù) ，打開一個文件。傳入open函數(shù)的參數(shù)有兩個，一個傳入欲打開的磁盤文件的名

10、稱，另一個傳入打開該文件的模式參數(shù)。lfile.open(MyFile.txt,ios:in); / 在讀取模式下打開MyFile.txt文件 2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.3.1 fstream類t表8-1 文件流的文件打開模式模式參數(shù) 功 能ios:in文件打開為讀取（輸入）狀態(tài)，此為istream類的默認(rèn)模式參數(shù)ios:out文件打開為寫入（輸出）狀態(tài)，此為ostream類的默認(rèn)模式參數(shù)ios:ate打開一個現(xiàn)存文件，從文件結(jié)尾處讀取（輸入）或?qū)懭耄ㄝ敵觯﹊os:app打開一個輸出文件從文件結(jié)尾寫入（輸出）數(shù)據(jù)ios:trunc打開一個文件，如果它已經(jīng)存在，就刪除其中原

11、有的內(nèi)容ios:nocreate如果一個文件存在則打開它，否則該操作失敗ios:noreplace如果一個文件不存在則作為新文件打開它；如果文件已存在，則該操作失敗ios:binary以二進(jìn)制模式打開一個文件，默認(rèn)是文本模式2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.3.1 fstream類t表8-2 文件處理函數(shù)函 數(shù) 功 能 說 明open(filename,mode)以mode模式打開名為filename的文件close()關(guān)閉文件is_open()檢查文件是否為打開狀態(tài)，是則返回真，否則返回假write(str,size)將str數(shù)組中size個字符寫入到文件中read(str,s

12、ize)從文件中讀取數(shù)據(jù)至文件結(jié)尾，并設(shè)定給str數(shù)組，但至多不超過size個字符2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.3.1 fstream類tC+的文件I/O模式分為兩種，一種為格式化文字模式，另一種為二進(jìn)制模式，默認(rèn)的文件I/O模式為文字模式。t當(dāng)使用格式化文字模式時，輸出至文件的內(nèi)容將被儲存為字符，因此，格式化文字模式適合儲存字符或字符串。t如果以二進(jìn)制的方式處理數(shù)字，不論是儲存的方式，還是占有文件空間的方式都與其儲存在內(nèi)存中的方式相同，因此，在儲存數(shù)字時使用二進(jìn)制模式是比較合適的。 2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.3.2 格式化文字模式的文件I/Ot文件的最

13、小單位為字符，由字符組成一個字段，好幾個字段組成一個記錄，而一個文件則由好幾筆記錄組成。t將數(shù)據(jù)輸入輸出到文件中，除了可以使用write和read函數(shù)外，還可以使用“”運(yùn)算符，而所有在8.2.1節(jié)中提及的格式控制方法，均可以在文件I/O中使用。2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.3.3 二進(jìn)制模式的文件I/Ot在二進(jìn)制模式下，文件的I/O將利用write和read函數(shù)將所有數(shù)據(jù)以字節(jié)形式儲存至文件里。t對于原本就是字符的數(shù)據(jù)，并不需要轉(zhuǎn)型，即可讀取/寫入到文件里；但對于數(shù)字型的數(shù)據(jù)，則必須轉(zhuǎn)為字符指針，然后傳入write和read函數(shù)。2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8

14、.3.4 文件指針的使用t文件指針是文件讀取/寫入數(shù)據(jù)時插入或輸出的位置。文件指針有兩種，一個是寫入指針，另一個是讀取指針。當(dāng)文件被打開時，這兩個指針都將被設(shè)定指向文件的起始處。t在ios類里，定義了三個特定的文件指針。通過指針函數(shù)與特定的指針的配合使用，可供在處理文件I/O時移動文件指針之用。這三個位移指針分別是ios:beg（文件開頭）、ios:end（文件結(jié)尾）、ios:cur（當(dāng)前的指針位置）。 2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計8.3.4 文件指針的使用t表8-3 文件指針函數(shù)文件指針函數(shù) 功 能 說 明seekg(pos,seek_dir)設(shè)定文件讀?。ㄝ斎耄┲羔樀骄嚯x文

15、件某一特定指針pos個字節(jié)的位置。特定指針由seek_dir指定，有以下三種ios:beg（文件起始）、ios:cur（當(dāng)前文件指針的位置）或ios:end（文件結(jié)尾）pos=tellg()返回當(dāng)前文件讀取指針的位置seekp(pos,seek_dir)設(shè)定文件寫入（輸出）指針到距離文件某一特定指針pos個字節(jié)的位置。特定指針由seek_dir指定，有以下三種ios:beg（文件起始）、ios:cur（當(dāng)前文件指針的位置）或ios:end（文件結(jié)尾）pos=tellp()返回當(dāng)前文件寫入指針的位置2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計項(xiàng)目設(shè)計7 校園信息管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲t1 設(shè)計題目校園信息管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲t2 設(shè)計概要 要求掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法，I/O流的概念，以及如何利用文件存儲對象。t3 系統(tǒng)分析t4 功能模塊設(shè)計2022年3月6日星期日C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計3 系統(tǒng)分析t現(xiàn)在校園信息管理系統(tǒng)已經(jīng)能夠完成人員信息的輸入、顯示和分析等一系列工作，但是現(xiàn)在的程序并不能將信息長期保存，所以，將數(shù)據(jù)永久的保存是校園信息管理系統(tǒng)必