C++文件IO流及stringstream流读写文件和字符串操作详解

本文详细介绍C++中的文件IO流和stringstream流的使用方法，包括文件的打开、读写操作，以及字符串的输入输出、转换等操作。同时提供实用的示例代码和技巧，帮助读者更好地掌握这两种流的使用

一、引入

int main() { string str; while (cin >> str) { cout << str << endl; } return 0; }

我们在OJ的时候经常会用到while(cin >> str)，这里的流提取实际上是个阻塞操作，只要缓冲区还有数据就继续读，默认以空格或者换行结束，有空格说明是把两段字符串尾插到str。

那么它是怎么结束呢？

答案是输入[Ctrl]-c或者[Ctrl]-z + 换行。

[Ctrl]-c是发送信号结束进程。

[Ctrl]-z + 换行是通过返回值条件判断结束while循环，具体看下面讲解。

二、自定义类型隐式类型转换

cin >> str的返回值是一个istream类

实际上返回的就是cin对象。而c++98支持了隐式类型转换，把istream转换为bool，所以能够条件判断。

具体是怎么转换的呢？

看下面这个例子：

class A { public: A(int a) : _a(a) {} private: int _a; }; int main() { // 内置类型转换成自定义类型 A a = 1; return 0; }

这里按道理来说是构造一个临时对象再拷贝构造，而编译器优化成了直接构造。如果没有单参数的构造函数就无法转换。

那如果我们想要让自定义类型转换成内置类型呢？

直接int aa = a;肯定会报错。

但是我们可以加一个特殊的重载函数。

class A { public: A(int a) : _a(a) {} operator int() { return _a; } private: int _a; }; int main() { // 内置类型转换成自定义类型 A a = 1; // 自定义类型转化成内置类型 int aa = a; cout << aa << endl; return 0; }

而我们上面说的把istream转化成bool类型就是类似这样实现的。

operator bool() 里面会检查是特殊字符（[Ctrl]-z ）就会返回false。

三、sync_with_stdio同步

我们知道cin和scanf都有自己的缓冲区，而如果我们用scanf写入再用cout输出，就会导致速度变慢很多（缓冲区拷贝）。

而sync_with_stdio函数是一个“是否兼容stdio”的开关，C++为了兼容C，保证程序在使用了std::printf和std::cout的时候不发生混乱，将输出流绑到了一起。

决定C++标准streams(cin,cout,cerr…)是否与相应的C标准程序库文件(stdin,stdout,stderr)同步，也就是是否使用相同的stream缓冲区，缺省情况是同步的，但由于同步会带来某些不必要的负担，因此该函数作用就是我们自己可以取消同步。

#include  int main() { std::ios::sync_with_stdio(false); std::cin.tie(0); // IO }

四、文件IO流

文件的读写有两种：

1️⃣ 二进制读写

2️⃣ 文本读写

ofstream是写入文件，而ifstream是从文件中读取。

4.1 open和close文件

这里的参数表示我们想以什么样的方式打开文件。

比方说当我们想用二进制的方式打开文件：

ofs.open ("test.txt", std::ofstream::out | std::ofstream::binary)

而我们也可以在构造的时候直接传进参数。

ofstream ofs("test.txt", std::ios_base::out | std::ios_base::binary)

4.2 写入文件与读出文件

struct ServerInfo { char _address[32]; int _port; }; struct Config { public: Config(const char* filename) : _filename(filename) {} void Write(ServerInfo info) { ofstream ofs("test.txt", std::ios_base::out | std::ios_base::binary); ofs.write((char*)&info, sizeof info); } void Read(ServerInfo& info) { ifstream ifs("test.txt", std::ios_base::in | std::ios_base::binary); ifs.read((char*)&info, sizeof info); } private: string _filename; }; int main() { Config con("text.txt"); ServerInfo si = { "aaaaaa", 910 }; con.Write(si); return 0; }

而我们也可以把数据读回来。

int main() { Config con("text.txt"); //ServerInfo si = { "aaaaaa", 910 }; //con.Write(si); ServerInfo si; con.Read(si); cout << si._address << " " << si._port << endl; return 0; }

可以看到内存中和写出去显示出来的不一样。

当然我们可以用文本读写的方式。

struct ServerInfo { char _address[32]; int _port; }; struct Config { public: Config(const char* filename) : _filename(filename) {} void Write(ServerInfo info) { ofstream ofs(_filename); // 重载 ofs << info._address << endl; ofs << info._port << endl; } void Read(ServerInfo& info) { ifstream ifs(_filename); // 重载 ifs >> info._address; ifs >> info._port; } private: string _filename; }; int main() { Config con("text.txt"); ServerInfo si = { "aaaaaa", 910 }; con.Write(si); /*ServerInfo si; con.Read(si); cout << si._address << " " << si._port << endl;*/ return 0; }

五、stringstream流的使用

在程序中如果想要使用stringstream，必须要包含头文件。在该头文件下，标准库三个类：

istringstream、ostringstream 和 stringstream，分别用来进行流的输入、输出和输入输出操作。

5.1 将数值类型数据格式化为字符串

int main() { int a = 123; const char* b = "456"; double c = 78.9; ostringstream os; os << a; os << b; os << c; cout << os.str() << endl; return 0; }

当然我们也可以把每个数据都提取出来。但此时输入的时候就要空格或者换行隔开。

int main() { int a = 123; const char* b = "456"; double c = 78.9; ostringstream os; os << a << " "; os << b << " "; os << c << " "; string ret = os.str(); cout << ret << endl; int d; char e[20]; double f; istringstream is(ret); is >> d >> e >> f; cout << d << " "; cout << e << " "; cout << e << " "; return 0; }

5.2 序列化和反序列化

序列化指的是将一个内存对象转化成一串字节数据（存储在一个字节数组中）,可用于保存到本地文件或网络传输。反序列化就是将字节数据还原成内存对象。

总结

序列化：将对象变成字节流的形式传出去。

反序列化：从字节流恢复成原来的对象。

简单来说，对象序列化通经常使用于两个目的：

1️⃣ 将对象存储于硬盘上，便于以后反序列化使用;

2️⃣ 在网络上传送对象的字节序列

我们现在模拟一个聊天的发送窗口。

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 ServerInfo { friend istream& operator >> (istream& in, ServerInfo& si); friend ostream& operator << (ostream& out, ServerInfo& si); string _name;// 昵称 Date _d;// 时间 string _msg;// 信息 }; istream& operator >> (istream& in, ServerInfo& si) { in >> si._name  >> si._d >> si._msg; return in; } ostream& operator << (ostream& out, ServerInfo& si) { out << si._name << " "; out << si._d << " "; out << si._msg << " "; return out; } int main() { ServerInfo p{ "海阔天空", {2023, 4, 19}, "hello" }; stringstream os; os << p; string ret = os.str(); ServerInfo is; stringstream oss(ret); oss >> is; cout << "-------------------------------------------------------" << endl; cout << "昵称：" << is._name << " "; cout << is._d << endl; cout << is._name << ": " << is._msg << endl; cout << "-------------------------------------------------------" << endl; return 0; }