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C++之IO类,文件输入输出,string流练习题

2024-04-02 19:04:59 734人浏览独家记忆

摘要

目录前面已经在用的io库设施IO类IO对象不能拷贝或赋值条件状态管理输出缓冲文件输入输出fstream特有的操作文件模式string流stringstream特有的操作练习练习1练习

前面已经在用的IO库设施

istream：输入流类型，提供输入操作。
ostream：输出流类型，提供输出操作
cin：一个istream对象，从标准输入读取数据。
cout：一个ostream对象，向标准输出写入数据。
cerr：一个ostream对象，向标准错误写入消息。
>>运算符：用来从一个istream对象中读取输入数据。
<<运算符：用来向一个ostream对象中写入输出数据。
getline函数：从一个给定的istream对象中读取一行数据，存入到一个给定的string对象中。

IO类

iOStream头文件：从标准流中读写数据，istream,ostream等
fstream头文件：从文件中读写数据，ifstream,ofstream等
sstream头文件：从字符串中读写数据，istringstream,ostringstream

IO对象不能拷贝或赋值

由于不能拷贝IO对象，因此不能将形参或返回类型设置为流类型。进行 IO 操作的函数通常以引用方式传递和返回流。读写一个IO对象会改变其状态，因此 传递和返回的引用不能用const。

IO对象不能存在容器里.
形参和返回类型也不能是流类型。
形参和返回类型一般是流的引用。
读写一个IO对象会改变其状态，因此传递和返回的引用不能是const的。

条件状态

状态	解释
strm:iostate	是一种机器无关的类型，提供了表达条件状态的完整功能
strm:badbit	用来指出流已经崩溃
strm:failbit	用来指出一个IO操作失败了
strm:eofbit	用来指出流到达了文件结束
strm:Goodbit	用来指出流未处于错误状态，此值保证为零
s.eof()	若流s的eofbit置位，则返回true
s.fail()	若流s的failbit置位，则返回true
s.bad()	若流s的badbit置位，则返回true
s.good()	若流s处于有效状态，则返回true
s.clear()	将流s中所有条件状态位复位，将流的状态设置成有效，返回void
s.clear(flags)	将流s中指定的条件状态位复位，返回void
s.setstate(flags)	根据给定的标志位，将流s中对应的条件状态位置位，返回void
s.rdstate()	返回流s的当前条件状态，返回值类型为strm::iostate

上表中，strm是一种IO类型，（如istream）， s是一个流对象。

管理输出缓冲

每个输出流都管理一个缓冲区，用来保存程序读写的数据。文本串可能立即打印出来，也可能被操作系统保存在缓冲区内，随后再打印。
刷新（即，数据真正写到输出设备或文件）缓冲区的IO操纵符
- endl：输出一个换行符并刷新缓冲区
- flush：刷新流，但不添加任何字符
- ends：在缓冲区插入空字符null，然后刷新
- unitbuf：告诉流接下来每次操作之后都要进行一次flush操作。
- nounitbuf：回到正常的缓冲方式

文件输入输出

头文件fstream定义了三个类型来支持文件IO：

ifstream从一个给定文件读取数据。
ofstream向一个给定文件写入数据。
fstream可以读写给定文件。

fstream特有的操作

操作	解释
fstream fstrm;	创建一个未绑定的文件流。
fstream fstrm(s);	创建一个文件流，并打开名为s的文件，s可以是string也可以是char指针
fstream fstrm(s, mode);	与前一个构造函数类似，但按指定mode打开文件
fstrm.open(s)	打开名为s的文件，并和fstrm绑定
fstrm.close()	关闭和fstrm绑定的文件
fstrm.is_open()	返回一个bool值，指出与fstrm关联的文件是否成功打开且尚未关闭

上表中，fstream是头文件fstream中定义的一个类型，fstrm是一个文件流对象。

文件模式

文件模式	解释
in	以读的方式打开
out	以写的方式打开
app	每次写操作前均定位到文件末尾
ate	打开文件后立即定位到文件末尾
trunc	截断文件
binary	以二进制方式进行IO操作。

string流

头文件sstream定义了三个类型来支持内存IO：

istringstream从string读取数据。
ostringstream向string写入数据。
stringstream可以读写给定string。

stringstream特有的操作

操作	解释
sstream strm	定义一个未绑定的stringstream对象
sstream strm(s)	用s初始化对象
strm.str()	返回strm所保存的string的拷贝
strm.str(s)	将s拷贝到strm中，返回void

上表中sstream是头文件sstream中任意一个类型。s是一个string。

书中演示demo使用


#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <sstream>
using namespace std;
typedef struct PersonInfo
{
	string name;
	vector<string> phones;
}p;
int main() {
	string line, Word;
	vector<p> people;
	while (getline(cin, line))
	{
		p info;
		istringstream record(line);
		record >> info.name;
		while (record >> word)
			info.phones.push_back(word);
		people.push_back(info);
	}

	for (auto i : people)
	{
		cout << i.name << endl;
		for (auto j : i.phones)
			cout << j << "   ";
		cout << endl;
	}
	return 0;
}

练习

练习1

编写函数，接受一个istream&参数，返回值类型也是istream&。此函数须从给定流中读取数据，直至遇到文件结束标识时停止。它将读取的数据打印在标准输出上。完成这些操作后，在返回流之前，对流进行复位，使其处于有效状态。

解：


std::istream& func(std::istream &is)
{
    std::string buf;
    while (is >> buf)
        std::cout << buf << std::endl;
    is.clear();
    return is;
}

练习2

测试函数，调用参数为cin。

解：


#include <iostream>
using std::istream;
istream& func(istream &is)
{
    std::string buf;
    while (is >> buf)
        std::cout << buf << std::endl;
    is.clear();
    return is;
}
int main()
{
    istream& is = func(std::cin);
    std::cout << is.rdstate() << std::endl;
    return 0;
}

测试


#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
istream& f1(istream& is)
{
	int s;
	while (is >> s)
	{
		cout << s << endl;
	}
	return is;
}
istream& f2(istream& is)
{
	int s;
	while (is >> s)
	{
		cout << s << endl;
	}
	is.clear();
	return is;
}
int main()
{
	istream& is = f1(cin);
	cout << is.rdstate() << endl;
	istream& is2 = f2(cin);
	cout << is2.rdstate() << endl;
	return 0;
}

练习3

什么情况下，下面的while循环会终止？


while (cin >> i)

如badbit、failbit、eofbit 的任一个被置位，那么检测流状态的条件会失败。

练习4

编写函数，以读模式打开一个文件，将其内容读入到一个string的vector中，将每一行作为一个独立的元素存于vector中。


#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <fstream>
using namespace std;
void ReadFileToVec(const string& filename, vector<string>& vec)
{
	ifstream ifs(filename);
	if (ifs)
	{
		string buf;
		while (getline(ifs, buf))
			vec.push_back(buf);
	}
}

练习5

重写上面的程序，将每个单词作为一个独立的元素进行存储。


void ReadFileToVec(const string& fileName, vector<string>& vec)
{
    ifstream ifs(fileName);
    if (ifs)
    {
        string buf;
        while (ifs >> buf)
            vec.push_back(buf);
    }
}

练习6

编写程序，将来自一个文件中的行保存在一个vector中。然后使用一个istringstream从vector读取数据元素，每次读取一个单词。


#include <iostream>
#include <string>
#include <sstream>
#include <fstream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
	//将来自一个文件的行保存到vector中
	ifstream ifs("hello.txt");
	if (!ifs)
	{
		cerr << "no data ?" << endl;
		return -1;
	}
	vector<string> vecline;
	string line;
	while(getline(ifs, line))
		vecline.push_back(line);
	ifs.close();
	//从vector读取元素，每次只读一个单词
	for (auto &s : vecline)
	{
		istringstream iss(s);
		string word;
		while (iss >> word)
			cout << word << endl;
	}
	return 0;
}

练习7

本节的程序在外层while循环中定义了istringstream对象。如果record对象定义在循环之外，你需要对程序进行怎样的修改？重写程序，将record的定义移到while循环之外，验证你设想的修改方法是否正确。

解：


#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
#include <vector>
using std::vector; using std::string; using std::cin; using std::istringstream;
struct PersonInfo {
    string name;
    vector<string> phones;
};
int main()
{
    string line, word;
    vector<PersonInfo> people;
    istringstream record;
    while (getline(cin, line))
    {
        PersonInfo info;
        record.clear();
        record.str(line);
        record >> info.name;
        while (record >> word)
            info.phones.push_back(word);
        people.push_back(info);
    }
    for (auto &p : people)
    {
        std::cout << p.name << " ";
        for (auto &s : p.phones)
            std::cout << s << " ";
        std::cout << std::endl;
    }
    return 0;
}

练习8

我们为什么没有在PersonInfo中使用类内初始化？

解：

因为这里只需要聚合类就够了，所以没有必要在PersionInfo中使用类内初始化。

练习9

电话号码程序


#include <iostream>
#include <string>
#include <sstream>
#include <fstream>
#include <vector>
using namespace std;
struct PersonInfo {
	string name;
	vector<string> phones;
};
bool valid(const string& str)
{
	return isdigit(str[0]);
}
string fORMat(const string& str)
{
	return str.substr(0, 3) + "-" + str.substr(3, 3) + "-" + str.substr(6);
}
int main()
{
	//从文件中读取信息存入vector容器
	ifstream ifs("phone.txt");
	if (!ifs)
	{
		cerr << "no phone numbers ? " << endl;
		return -1;
	}
	vector<PersonInfo> people;
	string line, word;
	istringstream record;
	while (getline(ifs, line))
	{
		PersonInfo info;
		record.clear();
		record.str(line);
		record >> info.name;
		while (record >> word)
		{
			info.phones.push_back(word);
		}
		people.push_back(info);
	}
	//逐个验证电话号码 并 改变其格式
	for (const auto& entry : people)   //对people中的每一项
	{
		//每个循环创建的对象
		ostringstream formatted, badnums;
		//对每个数
		for (const auto& nums : entry.phones)
		{
			if (!valid(nums))
			{
				badnums << " " << nums;
				//将数的字符串形式存入badnums
			}
			else
			{
				//将格式化的字符串写入formatted
				formatted << " " << format(nums);
			}
		}
		//没有错误的数
		if (badnums.str().empty())
		{
			cout << entry.name << " "
				<< formatted.str() << endl;
		}
		else
		{
			//打印名字和错误的数
			cerr << "input error: " << entry.name
				<< " invalid number(s)" << badnums.str() << endl;
		}
	}
	return 0;
}