1.回憶C語言的IO流

getchar()          //字元輸入函式
putchar()          //字元輸出函式
fgetc()/getc()     //字元輸入函式
fputc()/putc()     //字元輸入函式
fgets()/gets()     //文字行輸出函式
fputs()/puts()     //文字行輸出函式
printf()/scanf()   //標準格式化輸入輸出函式
fprintf()/fscanf() //所有流的輸入輸出函式
fread()/fwrite()   //文字的輸入輸出

注：上述函式用法總結我的另一篇部落格：https://blog.csdn.net/hansionz/article/details/80884217

在C語言中，我們使用最頻繁的函式是printf、scanf。C語言的IO函式是藉助緩衝區實現的。緩衝區的讀寫速度較快，裝置和程式碼都能很快的從其中複製資料和寫入資料，從而完成IO操作。

緩衝區的緩衝方式分為三類：

• 全緩衝：當緩衝區寫滿之後才刷新出來
• 行緩衝：緩衝區遇到換行符既重新整理
• 無緩衝：寫入的資料立即被刷新出來

輸入/輸出緩衝區存在的原因：

• 可以遮蔽掉低階I/O的實現，低階I/O的實現依賴作業系統本身核心的實現，所以如果能夠遮蔽這部分的差異，可以很容易寫出可移植的程式
• 可以使用這部分的內容實現“行”讀取的行為，對於計算機
  而言是沒有“行”這個概念。有了這緩衝區，就可以定義“行”的概念，然後按“行”解析緩衝區的內容

2.流的概念

“流”即是流動的意思，是物質從一處向另一處流動的過程，是對一種有序連續且具有方向性的資料的抽象描述。C++流是指資訊從外設向計算機內部（如記憶體） 輸入或者從記憶體向外設輸出的過程。這種輸入輸出的過程被形象的比喻為“流”。流的特點是連續性的，具有方向性。C語言的流是基於緩衝區實現的，輸入輸出的區別在於方向不同和對資料的操作不同。

流可以分為兩種：

• 文字流：在緩衝區中讀出和寫入時是基於ASCII或Unicode字元編碼的。寫入緩衝區的最大長度規定為254個字元。在文字檔案結束時規定以一個回車符
  和換行符結尾，在寫入緩衝區時，會將\n轉換為回車換行符，在從緩衝區中讀取出資料時，就會將回車換行符轉換為換行符。
• 二進位制流：二進位制的流在向緩衝區中寫入或讀出檔案時，不進行字元的轉換，直接從裝置或檔案中讀取，在這個過程中不發生任何改變，原先是什麼樣子，讀取之後還是什麼樣子，它是基於二進位制數字。

對於每一個ANSI C程式⽽而言，至少開啟三個流：標準輸入（stdin）、標準輸出（stdout）、標準錯誤（stderr），他們都是一個指向FILE結構的指標。

3.C++中的IO流

為了實現資料的流動，C++定義了I/O標準類庫，這些每個類都稱為流/流類，用以完成某方面的功能。C++的IO操作編譯時會對型別嚴格的檢查，所以C++的IO是類型安全的，而C語言中的輸入輸出並不是型別安全的

C++中三種IO操作：標準IO 檔案IO 串IO。

• 標準IO：相容了C中的標準的輸入輸出，以鍵盤和螢幕為操作物件，從鍵盤輸入或從螢幕輸出
• 檔案IO：以磁碟檔案為輸入輸出的物件，資料在磁碟中寫入和讀出
• 串IO：對記憶體中指定的空間進行輸入輸出。通常指定一個字元陣列作為儲存空間(實際上可以利用該空間儲存任何資訊)。這種輸入和輸出稱為字串輸入輸出

C++系統實現了一個龐大的類庫，其中ios為基類，其他類都是直接或間接派生自ios類。這些類可以對基本型別進行輸入輸出，也可以對自定義的型別進行輸入輸出，這些類體現了C++標準IO庫的可擴充套件性。

C++在類庫中定義了四個全域性流的物件：

• cin : 標準輸入流，對應鍵盤
• cout:標準輸出流，對應顯示器
• clog:標準輸出錯誤流，對應顯示器
• cerr:標準輸出錯誤流，對應顯示器

注意：

• 使用cin輸入的時候，鍵盤輸入的資料儲存在緩衝區中，當要提取時，是從緩衝區中拿。如果一次輸入過多，會留在那兒慢慢用。如果輸入錯了，必須在回車之前修改，如果回車鍵按下就無法修改。只有把輸入緩衝區中的資料取完後，才要求輸入新的資料。
• 輸入的資料型別必須與要提取的資料型別一致，否則會報錯。出錯只是在流的狀態字state中對應位置1，程式繼續執行。
• 空格和回車都可以作為資料之間的分格符，所以多個數據可以在一行輸入，也可以分行輸入。但如果是字元型和字串，則空格（ASCII碼為32）無法用cin輸入，字串中也不能有空格。回車符也無法讀入，因為遇到回車說明輸入結束。

4.檔案流物件

C++中根據檔案內容的資料格式分為二進位制檔案和文字檔案，在類庫中實現了對檔案操作的類。

fstream庫中有三個類流：

• ifstream ：支援從磁碟檔案輸入(istream)
• ofstream 支援向磁碟檔案輸出(ostream)
• fstream 支援從磁碟檔案輸入和輸出

在使用時，我們需要建立一個流物件來進行操作，cin cout等流物件是在iostream中建立好的(在上邊的類圖中可以看到)。

ifstream ifile //輸入使用
ofstream ofile //輸出使用
fstream iofile //輸入輸出使用

C++對於檔案操作和C語言一樣，在類中有關於開啟，關閉，寫入，和讀出的對檔案操作的成員函式。

• 開啟檔案：將一個流物件與一個檔案相關聯

//通過建構函式
std::ofstream ofile("test1.txt",std::ofstream::out);
引數：檔名和請求標誌位
//使用成員函式open
std::ofstream ofile;
ofile.open("test1.txt",std::ofstream::out)

如果該檔案已經開啟，open會呼叫失敗。

請求標誌位如下：

注：檔案開啟預設位文字檔案許可權標誌位之間可以使用|進行組合。ofstream的流物件預設是out。ifstream預設是in 所以可以不用寫。

• close：斷開當前檔案與流物件之間的關聯

ofile.colse();

如果當前流物件沒有開啟檔案，則呼叫時就會失敗。

• 在對文字檔案進行操作時可以用插入 >> 運算子和 提取 << 運算子進行

ofstream ofile("test1.txt",std::ofstream::out);
ofile << "sdasdas";  //表示向檔案中輸入一個數,輸出到流上

char a[1024];
ifstream ifile("test1.txt",std::ifstream::in);
ifile >> a;  //讀出檔案的資料,輸入到流中

• write：ofstream類中提供了write成員函式，用於向檔案中寫入資料

ostream& write (const char* s, streamsize n);

• read：ifstream類中提供了read成員，用於從檔案中讀取資料

istream& read (char* s, streamsize n);

對二進位制讀寫時，我們採用write和read成員函式進行操作。

• 其他的成員函式入put() \ get()

istream& get (char& c); //支援從流中讀取單個字元
ostream& put (char c);  //將單個字元插入到流中

使用檔案IO流用文字及二進位制方式讀寫配置檔案：

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>

using namespace std;
class ConfigInfo
{
public:
  int port;
  char ip[32];
};
class ConfigManager 
{
public:
  ConfigManager(const char* file = "test.config")
    :configfile(file)
    {}
  //二進位制讀寫
  void WriteBinary(const ConfigInfo& info)
  {
    ofstream ofile(configfile, ofstream::binary | ofstream::out);
    ofile.write((const char*)&info, sizeof(info));
    ofile.close();
  }
  void ReadBinary(ConfigInfo& info)
  {
    ifstream ifile(configfile, ifstream::binary | ifstream::in);
    ifile.read((char*)&info, sizeof(info));
    ifile.close();
  }
  //文字讀寫
  void WriteText(const ConfigInfo& info)
  {
    ofstream ofile(configfile);
    ofile << info.port << endl; 
    ofile << info.ip << endl;
    ofile.close();
  }
  void ReadText(ConfigInfo& info)
  {
    ifstream ifile(configfile);
    ifile >> info.port;
    ifile >> info.ip;
    ifile.close();
  }
private:
  string configfile;
};
int main()
{
  ConfigManager man;
  ConfigInfo rinfo;
  ConfigInfo winfo;

  winfo.port = 80;
  strcpy(winfo.ip,"127.0.0.1");

  //二進位制讀寫
  man.WriteBinary(winfo);
  man.ReadBinary(rinfo);
  cout << rinfo.port << endl;
  cout << rinfo.ip << endl;

  //文字讀寫
  man.WriteText(winfo);
  man.ReadText(rinfo);
  cout << rinfo.ip << endl;
  cout << rinfo.port <<endl;

  return 0;
}