Библиотека iostream
Частью стандартной библиотеки C++ является библиотека iostream– объектно-ориентированная иерархия классов, где используется и множественное, и виртуальное наследование. В ней реализована поддержка для файлового ввода/вывода данных встроенных типов. Кроме того, разработчики классов могут расширять эту библиотеку для чтения и записи новых типов данных.
Для использования библиотеки iostream в программе необходимо включить заголовочный файл
#include <iostream>
Операции ввода/вывода выполняются с помощью классов istream (потоковый ввод) и ostream (потоковый вывод). Третий класс, iostream, является производным от них и поддерживает двунаправленный ввод/вывод. Для удобства в библиотеке определены три стандартных объекта-потока:
Вывод осуществляется, как правило, с помощью перегруженного оператора сдвига влево (<<), а ввод – с помощью оператора сдвига вправо (>>):
#include <iostream>
#include <string>
int main()
{
string in_string;
// вывести литерал на терминал пользователя
cout << "Введите свое имя, пожалуйста: ";
// прочитать ответ пользователя в in_string
cin >> in_string;
if ( in_string.empty() )
// вывести сообщение об ошибке на терминал пользователя
cerr << "ошибка: введенная строка пуста!\n";
else cout << "Привет, " << in_string << "!\n";
}
Назначение операторов легче запомнить, если считать, что каждый “указывает” в сторону перемещения данных. Например,
>> x
перемещает данные в x, а
<< x
перемещает данные из x. (В разделе 20. 1 мы покажем, как библиотека iostream поддерживает ввод данных, а в разделе 20.5 – как расширить ее для ввода данных новых типов. Аналогично раздел 20.2 посвящен поддержке вывода, а раздел 20.4 – расширению для вывода данных определенных пользователем типов.)
Помимо чтения с терминала и записи на него, библиотека iostream поддерживает чтение и запись в файлы. Для этого предназначены следующие классы:
Чтобы использовать часть библиотеки iostream, связанную с файловым вводом/выводом, необходимо включить в программу заголовочный файл
#include <fstream>
(Файл fstream уже включает iostream, так что включать оба файла необязательно.) Файловый ввод/вывод поддерживается теми же операторами:
#include <fstream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
int main()
{
string ifile;
cout << "Введите имя файла для сортировки: ";
cin >> ifile;
// сконструировать объект класса ifstream для ввода из файла
ifstream infile( ifile.c_str() );
if ( ! infile ) {
cerr << "ошибка: не могу открыть входной файл: "
<< ifile << endl;
return -1;
}
string ofile = ifile + ".sort";
// сконструировать объект класса ofstream для вывода в файл
ofstream outfile( ofile.c_str() );
if ( ! outfile) {
cerr << "ошибка: не могу открыть выходной файл: "
<< ofile << endl;
return -2;
}
string buffer;
vector< string, allocator > text;
int cnt = 1;
while ( infile >> buffer ) {
text.push_back( buffer );
cout << buffer << (cnt++ % 8 ? " " : "\n" );
}
sort( text.begin(), text.end() );
// выводим отсортированное множество слов в файл
vector< string >::iterator iter = text.begin();
for ( cnt = 1; iter != text.end(); ++iter, ++cnt )
outfile << *iter
<< (cnt % 8 ? " " : "\n" );
return 0;
}
Вот пример сеанса работы с этой программой. Нас просят ввести файл для сортировки. Мы набираем alice_emma (набранные на клавиатуре символы напечатаны полужирным шрифтом). Затем программа направляет на стандартный вывод все, что прочитала из файла:
Введите имя файла для сортировки: alice_emma
Alice Emma has long flowing red hair. Her
Daddy says when the wind blows through her
hair, it looks almost alive, like a fiery
bird in flight. A beautiful fiery bird, he
tells her, magical but untamed. "Daddy, shush, there
is no such creature," she tells him, at
the same time wanting him to tell her
more. Shyly, she asks, "I mean, Daddy, is
there?"
Далее программа выводит в файл outfile отсортированную последовательность строк. Конечно, на порядок слов влияют знаки препинания; в следующем разделе мы это исправим:
"Daddy, "I A Alice Daddy Daddy, Emma Her
Shyly, a alive, almost asks, at beautiful bird
bird, blows but creature," fiery fiery flight. flowing
hair, hair. has he her her her, him
him, in is is it like long looks
magical mean, more. no red same says she
she shush, such tell tells tells the the
there there?" through time to untamed. wanting when
wind
(В разделе 20.6 мы познакомимся с файловым вводом/выводом более подробно.)
Библиотека iostream поддерживает также ввод/вывод в область памяти, при этом поток связывается со строкой в памяти программы. С помощью потоковых операторов ввода/вывода мы можем записывать данные в эту строку и читать их оттуда. Объект для строкового ввода/вывода определяется как экземпляр одного из следующих классов:
Для использования любого из этих классов в программу нужно включить заголовочный файл
#include <sstream>
(Файл sstream уже включает iostream, так что включать оба файла необязательно.) В следующем фрагменте объект класса ostringstream используется для форматирования сообщения об ошибке, которое возвращается вызывающей программе.
#include <sstream>
string program_name( "our_program" );
string version( 0.01 );
// ...
string mumble( int *array, int size )
{
if ( ! array ) {
ostringstream out_message;
out_message << "ошибка: "
<< program_name << "--" << version
<< ": " << __FILE__ << ": " << __LINE__
<< " -- указатель равен 0; "
<< " а должен адресовать массив.\n";
// возвращаем строку, в которой находится сообщение
return out_message.str();
}
// ...
}
(В разделе 20.8 мы познакомимся со строковым вводом/выводом более подробно.)
Потоки ввода/вывода поддерживают два предопределенных типа: char и wchar_t. В этой главе мы расскажем только о чтении и записи в потоки данных типа char. Помимо них, в библиотеке iostream имеется набор классов и объектов для работы с типом wchar_t. Они отличаются от соответствующих классов, использующих тип char, наличием префикса ‘w’. Так, объект стандартного ввода называется wcin, стандартного вывода – wcout, стандартного вывода для ошибок – wcerr. Но набор заголовочных файлов для char и wchar_t один и тот же.
Классы для ввода/вывода данных типа wchar_t называются wostream, wistream, wiostream, для файлового ввода/вывода – wofstream, wifstream, wfstream, а для строкового – wostringstream, wistringstream, wstringstream.
