目录

前言：

一，流的概念

二，c++的io流

输入输出流

缓冲区的同步

文件流

文件的打开

文件读写自定义类型数据

字符流

1. 将数值类型数据格式化为字符串

2. 字符串拼接

3. 序列化和反序列化结构数据

前言：

在了解c++的输入输出流之前，我们先来看看c语言的io流，c语言中是利用printf与scanf进行输入输出，中间利用缓冲区实现对数据的高效处理，

对于缓冲区这个我们在linux中已经了解到，所谓的printf与scanf都是底层函数open和write的封装，目的就是提供有缓冲区，使得更加高效的进行读写。

一，流的概念

所谓流就是流动的意思，物质从一方向流动到另一方向，是对一种有序连续且具有方向性的数

二，c++的io流

对于c++，c++在兼容c语言的输出输出的情况下，自己也实现了一套完整的输入输入流库，在这个库中ios_base为基类，派生出了许多子类也就是输入，输出等。

其功能与c语言的输入输出功能基本一致，不过c++利用自己面向对象的特点搞了一套，因此我们学习c++的io流可以对标c语言来看：

输入输出流

ostream类是继承了父类basic_ios,其中也包含了需要成员方法，不过我们一般就用一个重载的<<，进行输出。

ostream对象的定义：

 ostream对象不能直接实例，上面是其构造的参数。

在输出流中，定义了三个输出对象：

以输出流为例： 

int main()
{//输出流类 ostreamostream out(nullptr); //我们用的cout cerr clog 都是ostream的对象cout << "hello c++"<<endl;clog << "hello c++"<<endl;cerr << "hello c++"<<endl;//其中关与ostream的成员方法也是有很多的cout.put('x');cout.put(48);cout.write("hello", 5);cout.precision(5);//设置浮点小数的精度为5return 0;
}

对于ostream与istream我们最多也都是用的他的流插入（<<）与流提取(>>)， 当然他们也有很多成员方法，在涉及输入输出的详细操作时，大家可以搜索来看。

int main()
{string str;while (cin >> str){cout << str << endl;}
}

其次还有一点就是我们在算法题时，可能会遇到多组输入数据的情况，在这里涉及到输入流的返回值的问题，实际上，cin>>str的返回值还是一个cin输入流对象每次是他要作为bool判断就会调用operator bool来实现类型的转换。

在c++中，ostream是输入，istream是输出，通过继承输出输出，还得到了既可以输入也可以输出的输入输出流类iostream。 

缓冲区的同步

由于c++兼容c语言，二c++与c语言都有自己各自一套的输入输出流，两者也有各自的缓冲区，在使用时，有时候我们不管你是谁的缓冲区的，我们希望他们自己能相互兼容，比如输入整数，用cin与scanf都去输入，我们希望cin输入一个数，scanf输入一个数，他们是不一样的，之后在利用不同的输出，输出数据，不论谁的缓冲区，相互都可以输出：

int main()
{int i, j;cin >> i;scanf("%d", &j);printf("%d ",i);cout << j << endl;return 0;
}

因此c++为了兼容c的输入输出，兼容了c的缓冲区。当然我们也可以关闭掉这个缓冲区的兼容，

 通过调用sync_with_stdio(false)关闭缓冲区的兼容，在vs的平台下没什么问题，但不同的平台处理是不一样的。

文件流

 在c语言中主要用三组函数，fputc/fgetc像文件读写字符，fread/fwrite，读完文件与写文件，fscanf/fprintf格式化输入输出。

对于文件部分的读写也是与输入输出类似的：

文件输入类 ifstream  ，文件输出类 ofstream， 文件输出输出类 fstream。与输入输出流类似，文件流也有对应的文件缓冲区filebuf.

在c++中，由于面向对象的特性，这里都是类，主要的两个类文件输入ifstream与文件输出ofstream这两个类，其它向文件读写字符，字符串，格式化读写都是成员方法，c++提供了许多接供我们使用。

文件的打开

不过最基本的我们还是从创建文件来看，文件的打开有两种方式：

1.通过文件输入流或者文件输出流的构造函数来选择性地打开文件，

2.通过调用open方法代开文件，

文件打开的方式如下图：

 in以读的方式打开文件，out以写的方式打开文件，binary以二进制方式读写文件，ate在文件末尾出输出，app在文件末尾处追加，trunk,截断，在打开前清空文件内容。

通过将两项|（或）的方式，就可以实现和c语言的r,w,a的方式打开文件。

以ifstream为例：

int main()
{ifstream fp("test.txt", ifstream::out |ifstream::app);ofstream fd("test.txt",   ofstream::out|ofstream::app);fd.write("hello c++", 10);char* str=new char(10);fp.read(str,10);cout << str << endl;return 0;}

文件读写自定义类型数据

在c语言中可以使用fscanf与fprintf进行数据的读写，通过%d,%s等识别数据类型来向文件读写，在c++中没有对标的方法，而是全都放到fstream的流插入（<<）与流提取（>>）当中，通过不同的构造参数，调用不同的函数进行文件读写。

当然这也是为了自定义类型向文件读写时，通过重载<<与>>实现文件读写，也统一了文件读写数据可以都用 fstream的 流插入与流提取。

对于c++还是c语言向文件里读写数据其实都只有两种方式：

1.二进制读写。（字节流读写）

2.文本读写。

先以二进制读写为例：

class Date
{friend ostream& operator << (ostream& out, const Date& d);friend istream& operator >> (istream& in, Date& d);
public:Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1):_year(year), _month(month), _day(day){}operator bool(){// 这里是随意写的，假设输入_year为0，则结束if (_year == 0)return false;elsereturn true;}
private:int _year;int _month;int _day;
};//我们向文件读写的自定义数据
struct severInfo
{severInfo(){}severInfo(char str[], double x, Date tmp) :address(str), x(x), date(tmp){}char* address;double x;Date date;
};
//进行读写
class IO
{
public:IO(const string file){filename = file;}void write(const severInfo& tmp){//向文件以二进制方式写入 ofstream fp(filename, ofstream::binary | ofstream::out);fp.write((char*)&tmp, sizeof(tmp));//取地址转为char* 二进制写入}void read(const severInfo& tmp){//以读的二进制方式打开文件ifstream fp(filename, ifstream::binary | ifstream::in);fp.read((char*)&tmp, sizeof(severInfo));}private:string filename;
};int main()
{IO test("test.txt");severInfo tmp((char*)"192.168.1.1", 10.5, Date(2023, 1, 1));//此时写入二进制数据到文件当中test.write(tmp);severInfo info;//将读来的二进制数据存放会info中test.read(info);return 0;
}

通过存入数据的二进制（地址），在以二进制方式读取出来，实现自定义类型的读写。

但文件中是二进制数据。

其次二进制读写数据要注意不要用，数据不要用容器，因为如果时容器的话，一般封装起来不仅仅是我们要的数据，如string 里面还有capacity， size等参数，一般二进制读取数据就是内置类型的数据，或者封装起来的内置类型的数据。

文本读写

文本读写的本质就是转化成字节流，即字符串。因此我们需要很多的类型转化，好处就是文件可以看得见，坏处就是更加麻烦。

在c语言我们可以使用sprintf,sscanf将其他类型转化为字符串，c++中使用to_string来转化。

class Date
{friend ostream& operator << (ostream& out, const Date& d);friend istream& operator >> (istream& in, Date& d);//friend ofstream& operator << (ofstream& out, const Date& d);//friend ifstream& operator >> (ifstream& in, Date& d);
public:Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1):_year(year), _month(month), _day(day){}operator bool(){// 这里是随意写的，假设输入_year为0，则结束if (_year == 0)return false;elsereturn true;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
istream& operator >> (istream& in, Date& d)
{in >> d._year >> d._month >> d._day;return in;
}//ofs << winfo._date;
ostream& operator << (ostream& out, const Date& d)
{out << d._year << " " << d._month << " " << d._day;return out;
}//我们向文件读写的自定义数据
struct severInfo
{severInfo(){}severInfo(char str[], double x, Date tmp) :address(str), x(x), date(tmp){}char* address;double x;Date date;
};class TEXTIO
{
public:TEXTIO(const string file){filename = file;}void write(const severInfo& tmp){//向文件文本方式写入 ofstream fp(filename, ofstream::out | ofstream::trunc);fp << tmp.address<<endl;fp << tmp.date<<endl;fp << tmp.x << endl;}//这里自定义类型Date需要重载>> 和 <<istream& operator >> (istream& in, Date& d)//这里的ofstream与ifstream都是继承istream与ostreamvoid read(const severInfo& tmp){ifstream fp(filename);fp >> tmp.address;fp >> tmp.x;fp >> tmp.date;}private:string filename;
};int main()
{severInfo info((char*)"192.168.1.1", 1.1, Date(2023, 1, 1));TEXTIO test("test.txt");//文本写test.write(info);severInfo tmp;//文本读test.read(tmp);
}

字符流

对标于c语言的sprintf与sscanf，字节流的输入输出，c++也提供了字节流的输入与输出。

istringstream为字符输入，ostringstream为字符输出，stringstream是继承了输入输出，stringbuf为字符缓冲区。

使用方法与上面的文件流类似，当然字符流中的输入输出也都提供了一系列的成员方法，

如str,=等。除了自身的成员函数，当然继承的也可以使用。

1. 将数值类型数据格式化为字符串

int main()
{stringstream str;int a = 10;string tmp;//将其他类型的数据输出为字符型str << a;//再将该数据输入到string对象中str >> tmp;cout << tmp << endl;cout<<str.str();//返回当前字符流的副本str.clear();//清空字符缓冲区return 0;
}

2. 字符串拼接

int main()
{stringstream str;// 将多个字符串放入 str 中//先将两个字符连接起来，即都输出到str当中str << 20;str << "个苹果";str << 10;str << "个香蕉";cout << "开始" << str.str() << endl;str.str("");//修改副本为空字符str << 5;str << "个橘子";cout << "最后" << str.str() << endl;return 0;
}

class Date{friend ostream& operator << (ostream& out, const Date& d);friend istream& operator >> (istream& in, Date& d);public:Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1):_year(year), _month(month), _day(day){}private:int _year;int _month;int _day;
};
istream& operator >> (istream& in, Date& d)
{in >> d._year >> d._month >> d._day;return in;
}
ostream& operator << (ostream& out, const Date& d)
{out << d._year << " " << d._month << " " << d._day;return out;
}
struct ChatInfo
{string name; int id;Date date;string msg;
};
int main()
{// 结构信息序列化为字符串ChatInfo winfo = { "张三", 135246, { 2022, 4, 10 }, "晚上一起看电影吧"};ostringstream oss;//序列化转为字符串oss << winfo.name << " " << winfo.id << " " << winfo.date << " "<< winfo.msg;string str = oss.str();cout << str << endl << endl;//反序列化// 字符串解析成ChatInfo对象ChatInfo tmp;istringstream iss(str);iss >> tmp.name >> tmp.id >> tmp.date >> tmp.msg;return 0;
}