第七周学习：输入输出、C++重定向、流操纵算子

输入输出概况

流和缓冲区

关于流

1. C++程序把输入和输出看作字节流，输入时，程序从输入流抽取字节；输出时，程序将字节插入到输出流中。
2. 流充当了程序和流源或流目标的桥梁，这使得程序可以以相同的方式对待输入和输出（既不管你的输入来自文件还是键盘，C++只负责检查字节流）

关于缓冲区

1. 缓冲区是用作中介的内存块，它是将信息从设备传输到程序或从程序传输给设备的临时存储工具。
2. 缓冲区可以帮助匹配两种不同的信息传输速率。比如磁盘驱动器以512字节的块为单位来传输信息，而程序一般只处理1字节信息一次，所以可以用缓冲区来缓存。
3. 从磁盘每次读取一个字节需要调用大量硬盘活动，速度非常慢。缓冲方法就是从磁盘里一次性读取大量信息，存储到缓冲区，然后每次从缓冲区读取一个字节。从内存中读取单个字节的速度要比磁盘速度快。
4. 处理完一趟信息，刷新缓冲区，准备接受下一趟信息的处理。
5. 键盘输入每次提供一个字符，程序无需利用缓冲区来匹配不同速率，但是进行缓冲可以让用户在输入传输之前返回并更正（键盘输入要按下回车，才会把内容传进输入缓冲区）。
6. 刷新输出缓冲区： ostream类对cout对象处理的输出进行缓冲，所以输出被存储到缓冲区，直到缓冲区填满然后才刷新缓冲区，输出到目标位置。然后清空缓冲区。当标准输出与文件连接，这将节省不少时间。但是对于屏幕输出这就没什么必要了。换行符发送到缓冲区将导致刷新缓冲区。程序期待输入也将导致刷新缓冲区。还可以手动刷新。

cout<<flush;
cout<<endl;
flush(cout); //与第一个相同，因为对ostream类对<<重载了。

补：cout输出的两个函数
cout.put(char)  
原型ostream& put(char)
cout.write(char*,int) //输出字符串，输出int位
原型ostream& write(char*, int)

• iostream包含一些管理流和缓冲区的类

1. istream 是用于输入的流类，cin就是该类对象。
2. ostream是用于输出的流类，cout就是该类对象。
3. ifstream是用于从文件读取数据的类
4. ofstream是用于像文件写入数据的类
5. iostream是既能输出又能输入的类
6. fstream是既能从文件读取数据，又能写入数据的类

要使用这些工具，必须使用适当的类对象，创建对象将打开一个流，自动创建缓冲区，并将其与流关联起来，同时使得能够使用类成员函数。

标准流对象：
cin \ cout \ cerr \ clog

1. cin是标准输入流，用于从键盘读取数据，也可以被重定向为从文件中读取数据
2. cout标准输出流，也可以重定向为向文件写入数据
3. cerr和clog是标准错误输出流，传输到屏幕（重定向时会有用）

重定向

cout、cin都是默认为屏幕输出，键盘输入，现在想对文件输出，从文件输入，重定向可以满足需求。

输出重定向：
方法一：
FILE *freopen( const char *path, const char *mode, FILE *stream )

• path是文件名，mode为打开方式r或w，stream是标准流文件（stdin or stdout，stderr）
• 功能：实现重定向，把预定义的标准流文件定向到由path指定的文件中。标准流文件具体是指stdin、stdout和stderr。其中stdin是标准输入流，默认为键盘；stdout是标准输出流，默认为屏幕；stderr是标准错误流，一般把屏幕设为默认

int x,y;
cin>>x>>y;
freopen("test1.txt","w",stdout);
if(y==0)
	cerr<<"error"<<endl;
else
	cout<<x<<"/"<<y<<"= "<<x/y;
fclose(stdout)	; 

将标准输出流传输到test1.txt的文件中，这样输出就得打开文件查看了
输入：

输出:

方法二：
rdbuf原型有如下两个：
streambuf* rdbuf () const;
streambuf* rdbuf (streambuf*) ;

第一个函数是 函数获得流缓冲区
第二个函数是 函数设置流缓冲区

#include<iostream>
#include<fstream>
	ofstream outf("test1.txt") ;
	streambuf* buf;    //streambuf类是管理输入输出缓冲区的内存的
	buf = cout.rdbuf();  //buf获得流缓冲区（现在是控制台）
	cout.rdbuf(outf.rdbuf());	//将cout设置为流向文件缓冲区的对象
	cout<<"This is the method 2\n";
	cout.rdbuf(buf);	//将cout的输出方向设置回去
	cout<<"this will be printed to the screen";

输出:

输入重定向：(如果有大量数据输入，可以用这个从文件输入，而不是控制台手打）
同上
文件输入：

方法1：

freopen("test2.txt","r",stdin) ;
cin>>x>>y;
cout<<setprecision(7)<<"x is "<<x<<" and y is "<<y<<endl;
fclose(stdin);

文件输出：

方法2：

streambuf* buf;
ifstream inf("test2.txt");
buf = cin.rdbuf();
cin.rdbuf(inf.rdbuf());
cin>>x>>y;
cout<<setprecision(7)<<"I always "<<x<<" to you.\n你整点shit "<<y<<"..."<<endl;
cin.rdbuf(buf);

输出：

判断输入流结束：

1. 如果从文件输入，读到文件尾部，输入流就算结束；
2. 键盘输入，则单独一行输入Ctrl+Z代表输入流结束

istream类成员函数

1. istream& getline(char* buf, int bufSize)
   从输入流中读取bufSize-1个字符到缓冲区buf,或碰到’\n’为止

2. ``istream& getline(char* buf, int bufSize, char delim)
   从输入流中读取bufSize-1个字符到缓冲区buf,或者碰到字符delim为止

1. 都会自动在buf读入的数据结尾添加’\0’，判断字符不会被读入buf中，但会被输入流取走。
2. 如果在判断字符之前，buf的数据就达到或超过bufSize，就会导致读入出错，结果就是本次读入虽然完成，但之后的读入就会失败。
   可以用if(!cin.getline(...))判断读取是否结束。

3. bool eof() 判断输入流是否结束
4. int peek（）返回下一个字符，但不从流中去掉
5. istream& putback(char c) 将字符ch放回输入流
6. istream& ignore(int ncount=1,int delim =EOF)
   从流中删掉最多ncount个字符，或碰到EOF结束；

流操纵算子

1. 整数流的基数：流操纵算子dec，oct，hex，setbase
2. 浮点数精度：precision（成员函数），setprecision
3. 设置域宽：setw，width(成员函数，且只能影响下一个将要显示的项目）
4. 用户自定义的流操纵算子
5. 填充字符:fill(char) （成员函数，将一直有效）

名称	作用	性质	属性	使用
dec	十进制	整数流基数	流操纵算子	cout<<dec<<..
oct	八进制	整数流基数	流操纵算子	或dec(cout)
hex	十六进制	整数流基数	流操纵算子	同上
precision	调整浮点数精度		成员函数	cout.precision(2)
setprecision	调整浮点数精度		流操纵算子	cout<<setprecision(2)
setw	设置字符宽度		流操纵算子	cout<<setw(8)
width	设置字符宽度		成员函数	cout.width(8)
fill	填补字符		成员函数	cout.fill('*')

格式常量setf( )	含义
ios::boolalpha	输入和输出bool，可以是true和false
ios::showbase	对于输出，使用C++基数前缀 (0 , 0x）
ios::showpoint	显示末尾小数点
ios::uppercase	对于16为输出，是用大写字母,E表示法
ios::showpos	正数前面有+号

头文件 iomanip

int n = 10;
cout<<n<<endl;
cout<<hex<<n<<endl; (十六进制）
cout<<dec<<n<<endl;(十进制）
cout<<oct<<n<<endl;(八进制）

	//precision是成员函数，
	cout.precision(int n);
	cout<<setprecision(int n)...; 可以连续输出

以小数点位置固定的方式输出：(小数点要在个位数后面）
setiosflags(ios::flxed)
resetiosflags(ios::flxed)取消这样子输出

设置域宽（有效性是一次性的）
setw()是流操纵算子，width（）是成员函数。 不足的话会被填补（默认为空格）

科学计数法输出
scientific流操纵算子

自定义流操纵算子

ostream& name(ostream& os)
{	return os<<'\t' ;}

返回ostream引用，且参数只有一个ostream引用
因为iostream里对<<重载了，
ostream& operator<<(ostream& (*P）(ostream&));
调用P所指向的函数，且以*this作为参数。
参数意思：指针指向一个返回ostream&的且参数为ostream&引用的函数，
name函数就是这么一个函数

#include<iostream> 
#include<iomanip>
using namespace std;
ostream& Haha(ostream& os)
{
	os<<"\n";
}
int main()
{
	int x =10;
	//分别以 16进制 、 10进制 、 8进制输出
	cout<<"1) "<<hex<<x<<endl<<"2) "<<dec<<x<<endl<<"3) "<<oct<<x<<endl;
	
	double x1=1234.56789;
	//保留5位有效数字(四舍五入了） 
	cout<<setprecision(5)<<x1<<endl; 
	//保留小数点后五位
	cout<<fixed<<setprecision(5)<<x1<<endl;
	//科学计数法，保留小数点后五位
	cout<<scientific<<setprecision(5)<<x1<<endl; 
	//非负数显示＋，宽度为12，宽度不足用 * 代替
	cout<<showpos<<fixed<<setw(12)<<setfill('*') <<12.22<<endl;
	//不显示＋，宽度12，宽度不足右边用填充字符代替
	cout<<noshowpos<<setw(12)<<left<<12.22<<endl; 
	//左边
	cout<<setw(12)<<right<<-12.22<<endl;
	cout<<12.1<<endl; 
	cout<<"This is defined "<<Haha<<"by me";
	
}

输出：

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