Библиотека потоков ввода-вывода содержит средства форматированного и неформатированного буферизованного ввода-вывода текста и числовых значений.
Определения потоков ввода-вывода находятся в заголовках
<istream>
,
<ostream>
и т.п. (см. раздел Б.1.1).
Объект класса
ostream
преобразовывает объекты, имеющие тип, в поток символов (байтов).
Объект
класса
istream
преобразовывает поток символов (байтов) в объекты, имеющие тип.
Объект класса
iostream
— это поток, который может действовать и как объект класса
istream
, и как объект класса
ostream
. Буфера, изображенные на диаграмме, являются потоковыми буферами (
streambuf
). Если читателям потребуется перейти от потоков класса
iostream
к новым видам устройств, файлов или памяти, они смогут найти их описание в профессиональных учебниках.
Существуют три стандартных потока.
Б.7.1. Иерархия потоков ввода-вывода
Поток
istream
можно связать с устройством ввода (например, клавиатурой), файлом или объектом класса
string
. Аналогично поток
ostream
можно связать с устройством вывода (например, текстовым окном), файлом или объектом класса
string
. Потоки ввода-вывода образуют иерархию классов.
Поток можно открыть либо с помощью конструктора, либо вызова функции
open
.
Для файловых потоков имя файлов представляет собой строку в стиле языка С.
Открыть файл можно в одном из режимов, приведенных ниже.
В каждом из этих режимов открытие файла может зависеть от операционной системы и ее возможностей учесть требование программиста открыть файл именно так, а не иначе. В результате поток может не оказаться в состоянии
good
. Рассмотрим пример.
void my_code(ostream& os); // функция my_code может использовать
// любой поток вывода
ostringstream os; // буква "o" означает "для вывода"
ofstream of("my_file");
if (!of) error("невозможно открыть 'my_file' для записи");
my_code(os); // используется объект класса string
my_code(of); // используется файл
См. раздел 11.3.
Б.7.2. Обработка ошибок
Поток
iostream
может пребывать в одном из четырех состояний.
Используя функцию
s.exceptions
,
программист может потребовать, чтобы поток
iostream
сгенерировал исключение, если из состояния
good
он перешел в другое состояние (см. раздел 10.6).
Любая операция, в результате которой поток не находится в состоянии
good
, не имеет никакого эффекта; такая ситуация называется “no op”.
Объект класса
iostream
можно использовать как условие. В данном случае условие является истинным (успех), если поток
iostream
находится в состоянии
good
. Это обстоятельство стало основой для распространенной идиомы, предназначенной для считывания потока значений.
X x; // "буфер ввода" для хранения одного значения типа X
while (cin>>x) {
// какие-то действия с объектом x
}
// мы окажемся в этой точке, если оператор >> не сможет прочитать
// очередной объект класса X из потока cin
Б.7.3. Операции ввода
Почти все операции ввода описаны в заголовке
<istream>
, за исключением операций ввода в объект класса
string
; эти операции описаны в заголовке
<string>
: < image l:href="#"/>
Если не указано иное, операция ввода возвращает ссылку на объект класса
istream
, поэтому можно создавать цепочки таких операций, например
cin>>x>>y
;.
Функции
get
и
getline
помещают после символов, записанных в ячейки
p[0]
и т.д., число
0
(если символы были введены); функция
getline
удаляет признак конца ввода (
t
из потока ввода, если он обнаружен, а функция
get
этого не делает. Функция
read(p,n)
не записывает число
0
в массив после считанных символов. Очевидно, что операторы форматированного ввода проще в использовании и менее уязвимы для ошибок, чем операции неформатированного ввода.
Б.7.4. Операции вывода
Почти все операции вывода описаны в заголовке
<ostream>
, за исключением операции записи в объекты класса
string
; такие операции описаны в заголовке
<string>
.
Если не указано иное, операции вставки в поток
ostream
возвращают ссылку на его объекты, поэтому можно создавать цепочки операций вывода, например
cout << x<<y
;.
Б.7.5. Форматирование
Формат потока ввода-вывода управляется комбинацией типа объекта, состояния потока, информацией о локализации (см. раздел
<locale>
) и явными операциями. Большая часть информации об этом изложена в главах 10-11. Здесь мы просто перечислим стандартные манипуляторы (операции, модифицирующие поток), поскольку они обеспечивают наиболее простой способ изменения формата.
Вопросы локализации выходят за рамки рассмотрения настоящей книги.