? ? 學習本章內容之前有必要對緩沖區的概念做一個基本了解，我引用了網上一片文章《C++編程對緩沖區的理解》，內容如下：???

???

什么是緩沖區

　? ?緩沖區又稱為緩存，它是內存空間的一部分。也就是說，在內存空間中預留了一定的存儲空間，這些存儲空間用來緩沖輸入或輸出的數據，這部分預留的空間就叫做緩沖區。　　

???? ?緩沖區根據其對應的是輸入設備還是輸出設備，分為輸入緩沖區和輸出緩沖區。

?

為什么要引入緩沖區

　　比如我們從磁盤里取信息，我們先把讀出的數據放在緩沖區，計算機再直接從緩沖區中取數據，等緩沖區的數據取完后再去磁盤中讀取，這樣就可以減少磁盤的讀寫次數，再加上計算機對緩沖區的操作大大快于對磁盤的操作，故應用緩沖區可大大提高計算機的運行速度。

　　又比如，我們使用打印機打印文檔，由于打印機的打印速度相對較慢，我們先把文檔輸出到打印機相應的緩沖區，打印機再自行逐步打印，這時我們的CPU可以處理別的事情。

　　現在您基本明白了吧，緩沖區就是一塊內存區，它用在輸入輸出設備和CPU之間，用來緩存數據。它使得低速的輸入輸出設備和高速的CPU能夠協調工作，避免低速的輸入輸出設備占用CPU，解放出CPU，使其能夠高效率工作。

?

緩沖區的類型

　　緩沖區 分為三種類型：全緩沖、行緩沖和不帶緩沖。

　　1、全緩沖

???? 　　在這種情況下，當填滿標準I/O緩存后才進行實際I/O操作。全緩沖的典型代表是對磁盤文件的讀寫。

　　2、行緩沖

???? 　　在這種情況下，當在輸入和輸出中遇到換行符時，執行真正的I/O操作。這時，我們輸入的字符先存放在緩沖區，等按下回車鍵換行時才進行實際的I/O操作。典型代表是鍵盤輸入數據。

　　3、不帶緩沖

???? 　　也就是不進行緩沖，標準出錯情況stderr是典型代表，這使得出錯信息可以直接盡快地顯示出來。

?

緩沖區的刷新

　　下列情況會引發緩沖區的刷新:

　　1、緩沖區滿時；

　　2、執行flush語句；

　　3、執行endl語句；

　　4、關閉文件。

?

　　可見，緩沖區滿或關閉文件時都會刷新緩沖區，進行真正的I/O操作。另外，在C++中，我們可以使用flush函數來刷新緩沖區（執行I/O操作并清空緩沖區），如：

　　cout<<flush?; // 將顯存的內容立即輸出到顯示器上進行顯示

　　

　　cout<<endl?; // endl控制符的作用是將光標移動到輸出設備中下一行開頭處，并且清空緩沖區

　　相當于

　　cout<<”\n” <<flush?;

?

　　通過實例演示說明

　　1、文件操作演示全緩沖

　　創建一個控制臺工程，輸入如下代碼：

#include　<fstream>　
using　namespace　std;　

int　main()　
{　
????//創建文件test.txt并打開　
　??ofstream　outfile("test.txt");　

????//向test.txt文件中寫入4096個字符’a’　
　??for(int　n=0; n <?4096; n++)　
??? {　
?????? ?outfile <<?'a';　
?? ?}

????//暫停，按任意鍵繼續　
　??system("PAUSE");　

????//繼續向test.txt文件中寫入字符’b’，也就是說，第4097個字符是’b’　
　??outfile <<?'b';　

????//暫停，按任意鍵繼續　
　??system("PAUSE");　

??return　0;　
}

?

　　上面這段代碼很容易理解，已經在代碼內部作了注釋。

　　編寫這段小代碼的目的是驗證WindowsXP下全緩沖的大小是4096個字節，并驗證緩沖區滿后會刷新緩沖區，執行真正的I/O操作。

?

???? 編譯并執行，運行結果如下：

?????轉存失敗重新上傳取消

此時打開工程所在文件夾下的test.txt文件，您會發現該文件是空的，這說明4096個字符“a”還在緩沖區，并沒有真正執行I/O操作。敲一下回車鍵，窗口變為如下：

?????轉存失敗重新上傳取消

　　此時再打開test.txt文件，您就會發下該文件中已經有了4096個字符“a”。這說明全緩沖區的大小是4K（4096），緩沖區滿后執行了I/O操作，而字符“b”還在緩沖區。

　　再次敲一下回車鍵，窗口變為如下：

?????轉存失敗重新上傳取消

　　此時再打開test.txt文件，您就會發現字符“b”也在其中了。這一步驗證了文件關閉時刷新了緩沖區。

　　2、鍵盤操作演示行緩沖

　　先介紹getchar()函數。

　　函數原型：int getchar(void) ;

　　說明：當程序調用getchar()函數時，程序就等著用戶按鍵，用戶輸入的字符被存放在鍵盤緩沖區中，直到用戶按回車為止（回車字符也放在緩沖區中）。當用戶鍵入回車之后，getchar()函數才開始從鍵盤緩沖區中每次讀入一個字符。也就是說，后續的getchar()函數調用不會等待用戶按鍵，而直接讀取緩沖區中的字符，直到緩沖區中的字符讀完后，才重新等待用戶按鍵。

?

　　不知道您明白了沒有，再通俗一點講，當程序調用getchar()函數時，程序就等著用戶按鍵，并等用戶按下回車鍵返回。期間按下的字符存放在緩沖區，第一個字符作為函數返回值。繼續調用getchar()函數，將不再等用戶按鍵，而是返回您剛才輸入的第2個字符；繼續調用，返回第3個字符，直到緩沖區中的字符讀完后，才等待用戶按鍵。

　　如果您還沒有明白，只能怨我表達能力有限，您可以結合以下實例體會。

　　創建一個控制臺工程，輸入如下代碼：

#include<iostream>　
using　namespace　std;　



int　main()　
{　　

??char　c;　　
????

????//第一次調用getchar()函數,程序執行時，您可以輸入一串字符并按下回車鍵，按下回車鍵后該函數返回。返回值是用戶輸入的第一個字符　(假設用戶輸入了?abcdef，函數返回a)
　??c?=?getchar();　

????//顯示getchar()函數的返回值
　??cout<<?c?<<?endl;　//?輸出?a　?


????//?循環多次調用getchar()函數，將每次調用getchar()函數的返回值顯示出來,直到遇到回車符才結束。?這時函數執行不會讓用戶輸入而是順序讀取緩沖區字符內容。第一個字符用戶輸入結束后已經讀取，所以會從第二個字符開始讀
??　while((c?=?getchar())!='\n')　
? ?{　
????　??cout<<?","?<<?c?<<endl　
? ?}　

???return　0;
}

????? 這段小代碼也很簡單，同樣在代碼內部都有注釋。最后輸出結果是

??????a

????? ,b

????? ,c

??????,d

????? ,e

????? ,f?

　　

　　getchar()函數的執行就是采用了行緩沖。第一次調用getchar()函數，會讓程序使用者（用戶）輸入一行字符并直至按下回車鍵 函數才返回。此時用戶輸入的字符和回車符都存放在行緩沖區。

　　再次調用getchar()函數，會逐步輸出行緩沖區的內容。

?

　　3、標準錯誤輸出不帶緩沖

　　如錯誤輸出時使用：

　　cerr<<”錯誤，請檢查輸入的參數!”?;

　　這條語句等效于：

　　fprintf(stderr, ”錯誤，請檢查輸入的參數!”)?;

?

???? 看完了緩沖區內容我們來學習C++標準IO庫。

?

8.1 面向對象的標注庫

??? 先來看IO操作類圖：

????

??????

???? IO庫大致可操作三類數據： 控制臺流(stream)?， 文件(file) ， 字符串?(string)。

?????操作類型又可分三類：輸入（in）， 輸出(out) ，輸入與輸出(in/out)。

?

?????ostream?是所有類型輸出操作的基類

???????? 它擴展出兩個子類：?ofstream針對文件的輸出操作類；ostringstream針對string的輸出操作類

?

?????istream?是所有類型輸入操作的基類

???????? 它擴展出兩個子類：?ifstream針對文件的輸入操作類；istringstream針對string的輸入操作類

?

?????ostream?和?istream共同擴展出類?iostream?它負責處理控制臺stream的輸入和輸出

?????????iostream?擴展出兩個子類：stringstream專門處理string的輸入輸出；?fstream專門處理文件的輸入輸出

?

???? 所有類定義在不同頭文件，正確使用類必須引入對應的頭文件

?????????iosteam頭文件中定義了：
????????? ????istream（從流中讀取）；
?????????? ???ostream（寫到流中）；
??????????? ??iostream（對流進行讀寫，從istream和osteam派生而來）

?????????fsteam頭文件中定義了：
??????????????ifstream（從文件中讀取，由istream派生而來）；
??????????????ofstream（寫到文件中去，由ostream派生而來）；
??????????????fstream（對文件進行讀寫，由iostream派生而來）；

?????????ssteam頭文件中定義了：
??????????????istringstream（從string對象中讀取，由istream派生而來）；
??????????????ostringstream（寫到string對象中去，由ostream派生而來）；
??????????????stringstream（對string對象進行讀寫，由iostream派生而來）；

????

???? 要想正確使用IO類一定要理解他們的對應關系和每個類的職責。?

?

??? c++的標準輸入輸出庫iostream 是一個類庫，以類的形式組織，使用該庫中的類要先引用命名空間：using std;
??? 最常使用的是cin和cout，這兩個都是對象，cin是istream類的對象，cout是ostream類的對象，而輸入的 cin>> 與輸出時的 cout<< 中的左移 << 與右移 >> 分別是 istream 類與 ostream 類的操作符重載。

??? iostream庫里面創建了3個標準流對象：
??????cin?表示標準輸入的istream對象，cin可以使我們從設備讀取數據。
??????cout?表示標準輸出的ostream對象，cout可以使我們向設備寫入數據。
??????cerr?表示標準錯誤的ostream對象，cerr是導出程序錯誤消息的地方，只能向屏幕設備寫數據。

??? 標準的流對象都有默認的設備：
????cout << data?;? cout默認的設備是顯示器緩沖區。
????cin >> data?;? cin默認的設備是鍵盤緩沖區。

???? 不管是輸出到屏幕還是寫入string或者保存到txt文本，字符都是不可獲取的。通常我們不僅僅使用英文標準字符，我們還可能輸入輸出中文字符或其他非英文字符。這時候需要國際字符支持。

???? 例如我們要保存一個字符?'a'?可以定義?char, 但是我們要保存字符?'家'?就無法按使用char 而要使用?wchar_t?了。IO類也有這樣的區分，例如我們要在控制臺輸出中文字符就只能用?wcout << "你好" << endl想要將中文保存到文本就要用wofstream?或?wfstream?。要正確讀取包含中文字符文件要使用?wifstream?類。

?????

?????IO對象無法復制或者賦值，所以io對象作為函數形參或返回值時只能使用指針或引用。

?

??? ?iostream &Getio(iostream &io, fstream *fs){ ...}?// 正確，參數和返回以引用或指針形式傳遞

?????iostream Getio(iostream io){ ...}? //?錯誤，參數和返回以拷貝方式傳遞會發生復制和賦值操作

?

8.2 條件狀態

??? IO對象在任意時候都對應一種狀態：比如有效狀態（還未處理或者正確處理完畢時的狀態），比如失敗狀態（處理失敗時），比如數據流被破壞（文件錯誤）等等。看下面的表

?

????strm::iostate?? ? // 機器相關的整型名，由各個iostream類定義，用于定義條件狀態
????strm::badbit??? ??// strm::iostate類型的值，用于指出被破壞的流
????strm::failbit???? ??// strm::iostate類型的值，用于指出失敗的IO操作
????strm::eofbit????? ?// strm::iostate類型的值，用于指出流已經到達文件結束符
????s.eof()???????????? ? // 如果設置了流s的eofbit值，則該函數返回true
????s.fail()???????????? ??// 如果設置了流s的failbit值，則該函數返回true
????s.bad()??????????? ??// 如果設置了流s的badbit值，則該函數返回true
????s.good()????????? ??// 如果流s處于有效狀態，則該函數返回true
????s.clear()?????? ??? ?// 將流s中的所有狀態值都重設為有效狀態
????s.clear(flag)??????// 將流s中的某個指定條件狀態設置為有效。flag的類型是strm::iostate
????s.setstate(flag)?// 給流s添加指定條件。flag的類型是strm::iostate
????s.rdstate()????????// 返回流s的當前條件，返回值類型為strm::iostate

?

??? 這么多操作我們該如何理解呢。

??? 上面說過，任何一個IO對象在任意時刻都有一種狀態。iostate 就是代表狀態的枚舉。badbit,failbit,eofbit,goodbit是iostate的一個具體值，看下面代碼

int?main()
{
????cout?<<?std::iostream::good?<<?std::iostream::badbit?<<?std::iostream::eofbit?<<?std::iostream::failbit?<<?endl;??//?輸出?0?1?2?4
????std::iostream::iostate?coutstate?=?cin.rdstate();?//?得到cin對象的原始狀態值
????cout?<<?coutstate?<<?endl;??//?輸出?0?cin的狀態值是?std::iostream::good
?????
????int?i;

????cin?>>?i;?//?輸入"123"
????cout?<<?cin.rdstate()?<<?endl;??//?輸出?0?因為“123”可以被正確轉成int并被存入i?所以cin的狀態置為?std::iostream::good?
????cout?<<?cin.good()?<<?cin.eof()?<<?cin.fail()?<<?cin.bad()?<<?end;?//?輸出?1?0?0?0

????cin?>>?i;?//?輸入"abd"
????cout?<<?cin.rdstate()?<<?endl;??//?輸出?4??因為“abc”無法轉成int存入i?所以cin的狀態置為?std::iostream::failbit?
????cout?<<?cin.good()?<<?cin.eof()?<<?cin.fail()?<<?cin.bad()?<<?end;?//?輸出?0?0?1?0

????cin.clear();?//?重置cin狀態為std::iostream::good?否則下面的cin?<<?i?不會執行，?或者這樣設置cin.clear(std::iostream::failbit)

????cin?>>?i;?//?輸入"568"
????cout?<<?cin.rdstate()?<<?endl;??//?輸出?0?因為“568”可以被正確轉成int并被存入i?所以cin的狀態置為?std::iostream::good
????cout?<<?cin.good()?<<?cin.eof()?<<?cin.fail()?<<?cin.bad()?<<?end;?//?輸出?1?0?0?0
}

?

8.3 輸出緩沖區的管理

??? 關于緩沖區內容本章開頭有介紹。

??? 這里介紹tie()函數用法，函數可將輸出流與輸入流關聯起來，在這種情況下在讀取輸入流時將刷新關聯的輸出流，下面代碼解釋了含義

#include　<fstream>　
using　namespace　std;　

int　main()　
{　??
????//創建文件test.txt并打開　
　 ofstream　outfile("test.txt");　

?

????//將輸出流對象 outfile 和輸入cin關聯起來

??? cin.tie(&outfile);

????//向test.txt文件中寫入字符串 　??outfile <<?“abcdef”;　
? ????int?in;
????// 執行輸入語句時會立刻刷新關聯的輸出流，字符串被寫到文件中　
　? cin >>?in;　

????return　0;　
}

??? 如果不用tie()函數做關聯，main?方法執行完畢字符串"abcedf"才會被刷新到test.txt文本文件（執行完畢后系統會自動關閉文件從而刷新緩沖區內容到文件）。

????tie()關聯之后第一次執行到?cin?語句系統會立刻刷新關聯的輸出流，所以內容會立刻寫入文件不必等到main執行完畢。

?

8.4 文件流對象的使用???

??? C++ 通過以下幾個類支持文件的輸入輸出：

????ofstream: 寫操作（輸出）的文件類 (由ostream引申而來)

????ifstream: 讀操作（輸入）的文件類(由istream引申而來)

????fstream: 可同時讀寫操作的文件類 (由iostream引申而來)

?

????打開文件(Open a file)

????????? 對這些類的一個對象所做的第一個操作通常就是將它和一個真正的文件聯系起來，也就是說打開一個文件。被打開的文件在程序中由一個流對象(stream object)來表示 (這些類的一個實例) ，而對這個流對象所做的任何輸入輸出操作實際就是對該文件所做的操作。

?

????????? 要通過一個流對象打開一個文件，我們使用它的成員函數open()?：

???????void open (const char *filename, openmode mode)?;

????????? 這里filename 是一個字符串，代表要打開的文件名，mode 是以下標志符的一個組合：

ios::in	為輸入(讀)而打開文件
ios::out	為輸出(寫)而打開文件
ios::ate	初始位置：文件尾
ios::app	所有輸出附加在文件末尾
ios::trunc	如果文件已存在則先刪除該文件
ios::binary	二進制方式

????????? 這些標識符可以被組合使用，中間以”或”操作符(|)間隔。例如，如果我們想要以二進制方式打開文件"example.bin" 來寫入一些數據，我們可以通過以下方式調用成員函數open() 來實現：

??????????? ofstream file?;
??????????? file.open ("example.bin", ios::out | ios::app | ios::binary)?;

?

???????? ?ofstream, ifstream 和 fstream所有這些類的成員函數open 都包含了一個默認打開文件的方式xxstream.open("filepath")?，這三個類的默認方式各不相同：

類參數的默認方式

ofstream	ios::out | ios::trunc
ifstream	ios::in
fstream	ios::in | ios::out

????????? 只有當函數被調用時沒有聲明方式參數的情況下，默認值才會被采用。如果函數被調用時聲明了任何參數，默認值將被完全改寫，而不會與調用參數組合。

?

????????? 由于對類ofstream, ifstream?和?fstream?的對象所進行的第一個操作通常都是打開文件，這些類都有一個構造函數可以直接調用open 函數，并擁有同樣的參數。這樣，我們就可以通過以下方式進行與上面同樣的定義對象和打開文件的操作：

???????ofstream file("example.bin", ios::out | ios::app | ios::binary);?

????????? ?// 等價于

? ?????????ofstream file?;

????????? ?file.open("example.bin",ios::out | ios::app | ios::binary)?;

?

????????? 兩種打開文件的方式都是正確的。你可以通過調用成員函數is_open()來檢查一個文件是否已經被順利的打開了：

???????bool is_open()?;

????????? 它返回一個布爾(bool)值，為真（true）代表文件已經被順利打開，假( false )則相反。

?

????關閉文件(Closing a file)

????????? 當文件讀寫操作完成之后，我們必須將文件關閉以使文件重新變為可訪問的。關閉文件需要調用成員函數close()，它負責將緩存中的數據排放出來并關閉文件。它的格式很簡單：void close();

????????? 這個函數一旦被調用，原先的流對象(stream object)就可以被用來打開其它的文件了，這個文件也就可以重新被其它的進程(process)所有訪問了。

??????????為防止流對象被銷毀時還聯系著打開的文件，析構函數(destructor)將會自動調用關閉函數close。

?

????文本文件(Text mode files)

????????? 類ofstream, ifstream 和fstream?是分別從ostream, istream 和iostream?中引申而來的。這就是為什么 fstream 的對象可以使用其父類的成員來訪問數據。

????????? 一般來說，我們將使用這些類與同控制臺(console)交互同樣的成員函數(cin 和 cout)來進行輸入輸出。如下面的例題所示，我們使用重載的插入操作符<<

#include?<fiostream.h>
????????????
int?main?()?
{
????ofstream?examplefile?("example.txt");
????if?(examplefile.is_open())?
????{
????????//?輸出到（寫入）文件
????????examplefile?<<?"This?is?a?line.\n";?
????????examplefile?<<?"This?is?another?line.\n";
????????examplefile.close();
????}
????return?0;
}

?????????文件內容是：???

????????? This is a line.
???????? ?This is another line.??

?

????????? 從文件中讀入數據也可以用與 cin的使用同樣的方法：

#include?<iostream.h>
#include?<fstream.h>
#include?<stdlib.h>
????????????
int?main?()?
{
????char?buffer[256];
????ifstream?examplefile?("example.txt");
????if?(!?examplefile.is_open())
????{?
????????cout?<<?"Error?opening?file";?exit?(1);?
????}
????while?(!?examplefile.eof()?)? ??? {
??????? //?從文件輸輸入（讀出）一行內容到 buffer???????? ??????? examplefile.getline?(buffer,100);
????????cout?<<?buffer?<<?endl;
????}
????return?0;
}

exit()退出程序,把控制權交給OS?
return結束當前函數,返回函數值,把控制權交給調用函數
在main函數中return?與exit用法差不多

????????? 上面的例子讀入一個文本文件的內容，然后將它打印到屏幕上。注意我們使用了一個新的成員函數叫做eof ，它是ifstream 從類 ios 中繼承過來的，當到達文件末尾時返回true 。

?

????狀態標志符的驗證(Verification of state flags)

????????? 除了eof()以外，還有一些驗證流的狀態的成員函數（所有都返回bool型返回值）：

• bad()

  如果在讀寫過程中出錯，返回 true 。例如：當我們要對一個不是打開為寫狀態的文件進行寫入時，或者我們要寫入的設備沒有剩余空間的時候。

• fail()

  除了與bad() 同樣的情況下會返回 true 以外，加上格式錯誤時也返回true ，例如當想要讀入一個整數，而獲得了一個字母的時候。

• eof()

  如果讀文件到達文件末尾，返回true。

• good()

  這是最通用的：如果調用以上任何一個函數返回true 的話，此函數返回 false 。

??????? 要想重置以上成員函數所檢查的狀態標志，你可以使用成員函數clear()，沒有參數。

?

?

????獲得和設置流指針(get and put stream pointers)

????????? 所有輸入/輸出流對象(i/o streams objects)都有至少一個流指針：

• ifstream， 類似istream, 有一個被稱為get pointer的指針，指向下一個將被讀取的元素。
• ofstream, 類似 ostream, 有一個指針 put pointer ，指向寫入下一個元素的位置。
• fstream, 類似 iostream, 同時繼承了get 和 put

?????????我們可以通過使用以下成員函數來讀出或配置這些指向流中讀寫位置的流指針：

• tellg() 和 tellp()

  這兩個成員函數不用傳入參數，返回pos_type 類型的值(根據ANSI-C++ 標準) ，就是一個整數，代表當前get 流指針的位置 (用tellg) 或 put 流指針的位置(用tellp).

• seekg() 和seekp()

  這對函數分別用來改變流指針get 和put的位置。兩個函數都被重載為兩種不同的原型：

  seekg ( pos_type position )?;
  seekp ( pos_type position )?;

  使用這個原型，流指針被改變為指向從文件開始計算的一個絕對位置。要求傳入的參數類型與函數 tellg 和tellp 的返回值類型相同。
  
  seekg ( off_type offset, seekdir direction )?;
  seekp ( off_type offset, seekdir direction )?;
  使用這個原型可以指定由參數direction決定的一個具體的指針開始計算的一個位移(offset)。它可以是：

  ios::beg	從流開始位置計算的位移
  ios::cur	從流指針當前位置開始計算的位移
  ios::end	從流末尾處開始計算的位移

  ?

?????????流指針 get 和 put 的值對文本文件(text file)和二進制文件(binary? file)的計算方法都是不同的，因為文本模式的文件中某些特殊字符可能被修改。由于這個原因，建議對以文本文件模式打開的文件總是使用seekg 和 seekp的第一種原型，而且不要對tellg 或 tellp 的返回值進行修改。對二進制文件，你可以任意使用這些函數，應該不會有任何意外的行為產生。

?

?????????以下例子使用這些函數來獲得一個二進制文件的大小：

#include?<iostream.h>
#include?<fstream.h>
????????????
const?char?*?filename?=?"example.txt";
????????????
int?main?()?
{
????long?l,m;
????ifstream?file(filename,?ios::in|ios::binary);????
????l?=?file.tellg();

????file.seekg(0,?ios::end);
????m?=?file.tellg();
????file.close();
????cout?<<?"size?of?"?<<?filename?<<?"?is?"?<<?(m-l)?<<?"?bytes.\n";?//?輸出?size?of?example.txt?is?40?bytes.?
????return?0;
}

?

????二進制文件(Binary files)

????????? 在二進制文件中，使用<< 和 >>，以及函數（如getline）來操作符輸入和輸出數據，沒有什么實際意義，雖然它們是符合語法的。

????????? 文件流包括兩個為順序讀寫數據特殊設計的成員函數：write 和 read。第一個函數 (write) 是ostream 的一個成員函數，都是被ofstream所繼承。而read 是istream 的一個成員函數，被ifstream 所繼承。類 fstream 的對象同時擁有這兩個函數。它們的原型是：

??????????write ( char * buffer, streamsize size )?;
??????????read ( char * buffer, streamsize size )?; ?

????????? 這里?buffer?是一塊內存的地址，用來存儲或讀出數據。參數size 是一個整數值，表示要從緩存（buffer）中讀出或寫入的字符數。

#include?<iostream>
#include?<fstream.h>
????????????
const?char?*?filename?=?"example.txt";
????????????
int?main?()?
{
????char?*?buffer;
????long?size;
????ifstream?file?(filename,?ios::in|ios::binary|ios::ate);?//?ios::ate?表示指向文件末尾
????size?=?file.tellg();?//?取得文件大小
????file.seekg?(0,?ios::beg);
????buffer?=?new?char[size];
????file.read(buffer,?size);
????file.close();
????????????
????cout?<<?"the?complete?file?is?in?a?buffer";
????????????
????delete[]?buffer;
????return?0;
}

?

????緩存和同步(Buffers and Synchronization)

????????? 當我們對文件流進行操作的時候，它們與一個streambuf 類型的緩存(buffer)聯系在一起。這個緩存（buffer）實際是一塊內存空間，作為流(stream)和物理文件的媒介。例如，對于一個輸出流， 每次成員函數put? (寫一個單個字符)被調用，這個字符不是直接被寫入該輸出流所對應的物理文件中的，而是首先被插入到該流的緩存（buffer）中。

????????? 當緩存被排放出來(flush)時，它里面的所有數據或者被寫入物理媒質中（如果是一個輸出流的話），或者簡單的被抹掉(如果是一個輸入流的話)。這個過程稱為同步(synchronization)，它會在以下任一情況下發生：

• 當文件被關閉時:?在文件被關閉之前，所有還沒有被完全寫出或讀取的緩存都將被同步。
• 當緩存buffer 滿時:緩存Buffers 有一定的空間限制。當緩存滿時，它會被自動同步。
• 控制符明確指明:當遇到流中某些特定的控制符時，同步會發生。這些控制符包括：flush 和endl。
• 明確調用函數sync():?調用成員函數sync() (無參數)可以引發立即同步。這個函數返回一個int 值，等于-1 表示流沒有聯系的緩存或操作失敗。

?????在C++中，有一個stream這個類，所有的I/O都以這個“流”類為基礎的，包括我們要認識的文件I/O，stream這個類有兩個重要的運算符：
?????1、插入器 (<<)
??????? ?向流輸出數據。比如說系統有一個默認的標準輸出流(cout)，一般情況下就是指的顯示器，所以，cout<<"Write Stdout"<<'n';就表示把字符串"Write Stdout"和換行字符('n')輸出到標準輸出流。

???? 2、析取器 (>>)
?????????從流中輸入數據。比如說系統有一個默認的標準輸入流(cin)，一般情況下就是指的鍵盤，所以，cin>>x;就表示從標準輸入流中讀取一個指定類型(即變量x的類型)的數據。
??????????在C++中，對文件的操作是通過stream的子類fstream(file stream)來實現的，所以，要用這種方式操作文件，就必須加入頭文件fstream.h。下面就把此類的文件操作過程一一道來。
??????????一、打開文件
??????????????? 在fstream類中，有一個成員函數open()，就是用來打開文件的，其原型是：
????????????????void open(const char* filename, int mode, int access)?;
????????????????參數：

????????????????filename： 要打開的文件名
????????????????mode： 要打開文件的方式
????????????????access： 打開文件的屬性
???????

??????????????? 打開文件的方式在類ios(是所有流式I/O類的基類)中定義，常用的值如下：

????????????????ios::app：????????? 以追加的方式打開文件
????????????????ios::ate：?????????? 文件打開后定位到文件尾，ios:app就包含有此屬性
????????????????ios::binary：????? 以二進制方式打開文件，缺省的方式是文本方式。兩種方式的區別見前文
????????????????ios::in：???????????? 文件以輸入方式打開
????????????????ios::out：?????????? 文件以輸出方式打開
????????????????ios::nocreate：? 不建立文件，所以文件不存在時打開失敗
????????????????ios::noreplace：不覆蓋文件，所以打開文件時如果文件存在失敗
????????????????ios::trunc：????? ? 如果文件存在，把文件長度設為0
??????????????? 可以用“或”把以上屬性連接起來，如 ios::out| ios::binary

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?????????????? 打開文件的屬性取值是：

?????????????? 0：普通文件，打開訪問
?????????????? 1：只讀文件
?????????????? 2：隱含文件
?????????????? 4：系統文件
?????????????? 可以用“或”或者“+”把以上屬性連接起來 ，如3或 1|2 就是以只讀和隱含屬性打開文件。

???????????????例如：以二進制輸入方式打開文件c:config.sys
????????????? ?fstream file1?;
????????????? ?file1.open("config.sys", ios::binary | ios::in,0)?;

?????????????? 如果open函數只有文件名一個參數，則是以讀/寫普通文件打開，即：

???????????????file1.open("config.sys")?; 等價于?file1.open("config.sys",ios::in|ios::out,0)?;?
?????????????? 另外，fstream還有和open()一樣的構造函數，對于上例，在定義的時侯就可以打開文件了：
???????????????fstream file1("config.sys")?;
?????????????? 特別提出的是，fstream有兩個子類：ifstream(input file stream)和ofstream(outpu file stream)，ifstream默認以輸入方式打開文件，而ofstream默認以輸出方式打開文件。
???????????????ifstream file2("dos.def")?; //以輸入方式打開文件
??????????????ofstream file3("x.123")?;???//以輸出方式打開文件
?????????????? 所以，在實際應用中，根據需要的不同，選擇不同的類來定義：如果想以輸入方式打開，就用ifstream來定義；如果想以輸出方式打開，就用ofstream來定義；如果想以輸入/輸出方式來打開，就用fstream來定義。

????????? 二、關閉文件
???????????????打開的文件使用完成后一定要關閉，fstream提供了成員函數close()來完成此操作，如：file1.close();就把file1相連的文件關閉。

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????????? 三、讀寫文件
??????????????? 讀寫文件分為文本文件和二進制文件的讀取，對于文本文件的讀取比較簡單，用插入器和析取器就可以了；而對于二進制的讀取就要復雜些，下要就詳細的介紹這兩種方式

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??????????????? 1、文本文件的讀寫
???????????????????? 文本文件的讀寫很簡單：用插入器(<<)向文件輸出；用析取器(>>)從文件輸入。假設file1是以輸入方式打開，file2以輸出打開。示例如下：
?????????????????????file2<<"I Love You"?;? // 向文件寫入字符串"I Love You"
?????????????????????int i?;
?????????????????????file1 >> i?;? // 從文件輸入一個整數值。

???????????????????? 這種方式還有一種簡單的格式化能力，比如可以指定輸出為16進制等等，具體的格式有以下一些
???????????????????? 操縱符 功能 輸入/輸出
????????????????????dec??? 格式化為十進制數值數據 輸入和輸出
????????????????????endl?? 輸出一個換行符并刷新此流 輸出
????????????????????ends? 輸出一個空字符 輸出
????????????????????hex?? 格式化為十六進制數值數據 輸入和輸出
????????????????????oct??? 格式化為八進制數值數據 輸入和輸出
????????????????????setpxecision(int p) 設置浮點數的精度位數 輸出
???????????????????? 比如要把123當作十六進制輸出：file1<<hex<<123;要把3.1415926以5位精度輸出：file1<<setpxecision(5)<<3.1415926。
????????????????2、二進制文件的讀寫
????????????????????①put()
?????????????????????? put()函數向流寫入一個字符，其原型是ofstream &put(char ch)，使用也比較簡單，如file1.put('c');就是向流寫一個字符'c'。
??????????????????? ②get()
?????????????????????? get()函數比較靈活，有3種常用的重載形式：
?????????????????????? 一種就是和put()對應的形式：ifstream &get(char &ch)?;功能是從流中讀取一個字符，結果保存在引用ch中，如果到文件尾，返回空字符。如file2.get(x);表示從文件中讀取一個字符，并把讀取的字符保存在x中。
?????????????????????? 另一種重載形式的原型是：?int get()?;這種形式是從流中返回一個字符，如果到達文件尾，返回EOF，如x=file2.get();和上例功能是一樣的。
?????????????????????? 還有一種形式的原型是：ifstream &get(char *buf,int num,char? delim='n')?；這種形式把字符讀入由 buf 指向的數組，直到讀入了 num 個字符或遇到了由 delim 指定的字符，如果沒使用 delim 這個參數，將使用缺省值換行符'n'。例如：
???????????????????????file2.get(str1,127,'A')?;? // 從文件中讀取字符到字符串str1，當遇到字符'A'或讀取了127個字符時終止。
??????????????????? ③讀寫數據塊
?????????????????????? 要讀寫二進制數據塊，使用成員函數read()和write()成員函數，它們原型如下：
???????????????????????read(unsigned char *buf,int num)?;
???????????????????????write(const unsigned char *buf,int num)?;
?????????????????????? read() 從文件中讀取 num 個字符到 buf 指向的緩存中，如果在還未讀入 num 個字符時就到了文件尾，可以用成員函數 int gcount();來取得實際讀取的字符數；而 write() 從buf 指向的緩存寫 num 個字符到文件中，值得注意的是緩存的類型是 unsigned char *，有時可能需要類型轉換。
???????????????????????例：
?????????????????????? unsigned char str1[]="I Love You";
?????????????????????? int n[5];
?????????????????????? ifstream in("xxx.xxx");
?????????????????????? ofstream out("yyy.yyy");
?????????????????????? out.write(str1,strlen(str1));//把字符串str1全部寫到yyy.yyy中
?????????????????????? in.read((unsigned char*)n,sizeof(n));//從xxx.xxx中讀取指定個整數，注意類型轉換
?????????????????????? in.close();? out.close();

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??????????四、檢測EOF
???????????????成員函數eof()用來檢測是否到達文件尾，如果到達文件尾返回非0值，否則返回0。原型是int eof();
???????????????例：?if(in.eof()) ShowMessage("已經到達文件尾！")?;

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????????? 五、文件定位
??????????????? 和C的文件操作方式不同的是，C++? I/O系統管理兩個與一個文件相聯系的指針。一個是讀指針，它說明輸入操作在文件中的位置；另一個是寫指針，它下次寫操作的位置。每次執行輸入或輸出時相應的指針自動變化。

????????????????所以，C++的文件定位分為讀位置和寫位置的定位，對應的成員函數是 seekg()和 seekp()，seekg()是設置讀位置，seekp是設置寫位置。它們最通用的形式如下：
????????????????istream &seekg(streamoff offset,seek_dir origin);
????????????????ostream &seekp(streamoff offset,seek_dir origin);
??????????????? streamoff定義于 iostream.h 中，定義有偏移量 offset 所能取得的最大值，seek_dir 表示移動的基準位置，是一個有以下值的枚舉：
????????????????ios::beg： 文件開頭
????????????????ios::cur： 文件當前位置
????????????????ios::end： 文件結尾
??????????????? 這兩個函數一般用于二進制文件，因為文本文件會因為系統對字符的解釋而可能與預想的值不同。
??????????????? 例：

????????????????file1.seekg(1234,ios::cur)?;? //把文件的讀指針從當前位置向后移1234個字節
????????????????file2.seekp(1234,ios::beg)?; //把文件的寫指針從文件開頭向后移1234個字節

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C++ Primer 第八章 标准IO库的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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