Файл iostream где находится
Обновлено: 06.07.2024
БлогNot. Лекции по C/C++: работа с файлами (fstream)
Лекции по C/C++: работа с файлами (fstream)
Механизм ввода-вывода, разработанный для обычного языка С, не соответствует общепринятому сегодня стилю объектно-ориентированного программирования, кроме того, он активно использует операции с указателями, считающиеся потенциально небезопасными в современных защищённых средах выполнения кода. Альтернативой при разработке прикладных приложений является механизм стандартных классов ввода-вывода, предоставляемый стандартом языка C++.
Открытие файлов
Наиболее часто применяются классы ifstream для чтения, ofstream для записи и fstream для модификации файлов.
Все поточные классы ввода-вывода являются косвенными производными от общего предка ios , полностью наследуя его функциональность. Так, режим открытия файлов задает член данных перечисляемого типа open_mode, который определяется следующим образом:
Ниже приведены возможные значения флагов и их назначение.
| Режим | Назначение |
| in | Открыть для ввода (выбирается по умолчанию для ifstream) |
| out | Открыть для вывода (выбирается по умолчанию для ofstream) |
| binary | Открыть файл в бинарном виде |
| aрр | Присоединять данные; запись в конец файла |
| ate | Установить файловый указатель на конец файла |
| trunc | Уничтожить содержимое, если файл существует (выбирается по умолчанию, если флаг out указан, а флаги ate и арр — нет) |
Например, чтобы открыть файл с именем test.txt для чтения данных в бинарном виде, следует написать:
Оператор логического ИЛИ ( | ) позволяет составить режим с любым сочетанием флагов. Так, чтобы, открывая файл по записи, случайно не затереть существующий файл с тем же именем, надо использовать следующую форму:
Предполагается, что к проекту подключён соответствующий заголовочный файл:
Для проверки того удалось ли открыть файл, можно применять конструкцию
Операторы включения и извлечения
Переопределённый в классах работы с файлами оператор включения ( << ) записывает данные в файловый поток. Как только вы открыли файл для записи, можно записывать в него текстовую строку целиком:
Можно также записывать текстовую строку по частям:
Оператор endl завершает ввод строки символом "возврат каретки":
С помощью оператора включения несложно записывать в файл значения переменных или элементов массива:
В результате выполнения кода образуется три строки текстового файла Temp.txt :
Обратите внимание, что числовые значения записываются в файл в виде текстовых строк, а не двоичных значений.
Оператор извлечения ( >> )производит обратные действия. Казалось бы, чтобы извлечь символы из файла Temp.txt , записанного ранее, нужно написать код наподобие следующего:
Однако оператор извлечения остановится на первом попавшемся разделителе (символе пробела, табуляции или новой строки). Таким образом, при разборе предложения "Текстовый массив содержит переменные" только слово "Текстовый" запишется в массив buff , пробел игнорируется, а слово "массив" станет значением целой переменной vx и исполнение кода "пойдет вразнос" с неминуемым нарушением структуры данных. Далее, при обсуждении класса ifstream , будет показано, как правильно организовать чтение файла из предыдущего примера.
Класс ifstream: чтение файлов
Как следует из расшифровки названия, класс ifstream предназначен для ввода файлового потока. Далее перечислены основные методы класса. Большая часть из них унаследована от класса istream и перегружена с расширением родительской функциональности. К примеру, функция get , в зависимости от параметра вызова, способна считывать не только одиночный символ, но и символьный блок.
| Метод | Описание |
| open | Открывает файл для чтения |
| get | Читает один или более символов из файла |
| getline | Читает символьную строку из текстового файла или данные из бинарного файла до определенного ограничителя |
| read | Считывает заданное число байт из файла в память |
| eof | Возвращает ненулевое значение (true), когда указатель потока достигает конца файла |
| peek | Выдает очередной символ потока, но не выбирает его |
| seekg | Перемещает указатель позиционирования файла в заданное положение |
| tellg | Возвращает текущее значение указателя позиционирования файла |
| close | Закрывает файл |
Теперь понятно, как нужно модифицировать предыдущий пример, чтобы использование оператора извлечения данных давало ожидаемый результат:
Метод getline прочитает первую строку файла до конца, а оператор >> присвоит значения переменным.
Следующий пример показывает добавление данных в текстовый файл с последующим чтением всего файла. Цикл while (1) используется вместо while(!file2.eof()) по причинам, которые обсуждались в предыдущей лекции.
Этот код под ОС Windows также зависит от наличия в последней строке файла символа перевода строки, надежнее было бы сделать так:
Явные вызовы методов open и close не обязательны. Действительно, вызов конструктора с аргументом позволяет сразу же, в момент создания поточного объекта file , открыть файл:
Вместо метода close можно использовать оператор delete , который автоматически вызовет деструктор объекта file и закроет файл. Код цикла while обеспечивает надлежащую проверку признака конца файла.
Класс ofstream: запись файлов
Класс ofstream предназначен для вывода данных из файлового потока. Далее перечислены основные методы данного класса.
| Метод | Описание |
| open | Открывает файл для записи |
| put | Записывает одиночный символ в файл |
| write | Записывает заданное число байт из памяти в файл |
| seekp | Перемещает указатель позиционирования в указанное положение |
| tellp | Возвращает текущее значение указателя позиционирования файла |
| close | Закрывает файл |
Описанный ранее оператор включения удобен для организации записи в текстовый файл:
Бинарные файлы
В принципе, бинарные данные обслуживаются наподобие текстовых. Отличие состоит в том, что если бинарные данные записываются в определенной логической структуре, то они должны считываться из файла в переменную того же структурного типа.
Первый параметр методов write и read (адрес блока записи/чтения) должен иметь тип символьного указателя char * , поэтому необходимо произвести явное преобразование типа адреса структуры void * . Второй параметр указывает, что бинарные блоки файла имеют постоянный размер байтов независимо от фактической длины записи. Следующее приложение дает пример создания и отображения данных простейшей записной книжки. Затем записи файла последовательно считываются и отображаются на консоли.
P.S. При выполнении этого и других листингов в Visual Studio последних версий может дополнительно понадобиться подключение директивы _CRT_SECURE_NO_WARNINGS.
В результате выполнения этого кода образуется бинарный файл Notebook.dat из трех блоков размером по 80 байт каждый (при условии, что символы - однобайтовые). Естественно, вы можете использовать другие поточные методы и проделывать любые операции над полями определенной структуры данных.
Класс fstream: произвольный доступ к файлу
Предположим что в нашей записной книжке накопилось 100 записей, а мы хотим считать 50-ю. Конечно, можно организовать цикл и прочитать все записи с первой по заданную. Очевидно, что более целенаправленное решение - установить указатель позиционирования файла pos прямо на запись 50 и считать ее:
Подобные операции поиска эффективны, если файл состоит из записей известного и постоянного размера. Чтобы заменить содержимое произвольной записи, надо открыть поток вывода в режиме модификации:
Если не указать флаг ios::ate (или ios::app ), то при открытии бинарного файла Notebook.dat его предыдущее содержимое будет стерто!
Дополнительно может понадобиться указать, откуда отсчитывается смещение.
Наконец, можно открыть файл одновременно для чтения/записи, используя методы, унаследованные поточным классом fstream от своих предшественников. Поскольку класс fstream произведен от istream и ostream (родителей ifstream и ofstream соответственно), все упомянутые ранее методы становятся доступными в приложении.
В этом уроке мы подробнее поговорим о std::cout , который мы использовали в нашей программе «Hello world!» для вывода в консоль текста «Hello world!». А также узнаем, как получить данные от пользователя, которые мы будем использовать, чтобы сделать наши программы более интерактивными.
Библиотека ввода/вывода
Библиотека ввода/вывода (библиотека io) является частью стандартной библиотеки C++, которая имеет дело с базовым вводом и выводом. Мы будем использовать функции этой библиотеки для получения ввода с клавиатуры и вывода данных в консоль. Буквы io в iostream означают «input/output» (ввод/вывод).
Чтобы использовать функции, определенные в библиотеке iostream , нам нужно включить заголовочный файл iostream в начало любого исходного файла, который использует содержимое, определенное в iostream , например:
std::cout
Библиотека iostream содержит несколько предопределенных переменных, которые мы можем использовать. Одной из наиболее полезных является std::cout , которая позволяет нам отправлять данные в консоль для печати в виде текста. cout означает «character output» (вывод символов).
Вспомним нашу программу Hello world :
В эту программу мы включили iostream , чтобы у нас был доступ к std::cout . Внутри нашей функции main() мы используем std::cout вместе с оператором вставки ( << ) для отправки текста « Hello world! » в консоль для печати.
std::cout может печатать не только текст, но и числа:
Это дает результат:
Его также можно использовать для вывода значений переменных:
Это дает результат:
Чтобы напечатать несколько элементов в одной строке, для объединения (связывания) нескольких частей выводимых данных, оператор вставки ( << ) можно использовать несколько раз в одном выражении. Например:
Эта программа печатает:
Вот еще один пример, в котором мы печатаем и текст, и значение переменной в одном выражении:
Эта программа печатает:
std::endl
Как вы думаете, что напечатает следующая программа?
Результат может вас удивить:
Отдельные выражения вывода не приводят к отдельным выводимым строкам в консоли.
Если мы хотим выводить в консоль отдельные выводимые строки, нам нужно указать консоли, когда необходимо переместить курсор на следующую строку.
Один из способов сделать это – использовать std::endl . При выводе с помощью std::cout , std::endl выводит в консоль символ новой строки (заставляя курсор переместиться в начало следующей строки). В этом контексте endl означает «end line» (конец строки).
Совет
В приведенной выше программе второй std::endl технически не нужен, так как программа сразу же после этого завершается. Однако он служит двум полезным целям: во-первых, он помогает указать, что строка вывода является «законченной мыслью». Во-вторых, если мы позже захотим добавить дополнительные выражения вывода, нам не нужно будет изменять существующий код. Мы можем просто добавить новые выражения.
Использование std::endl может быть немного неэффективным, поскольку фактически выполняет две задачи: перемещает курсор на следующую строку и «очищает» вывод (обеспечивает немедленное отображение на экране). При записи текста в консоль с использованием std::cout , std::cout обычно всё равно очищает вывод (а если нет, это обычно не имеет значения), поэтому наличие очистки от std::endl редко бывает важным.
Этот код напечатает:
Лучшая практика
Предупреждение
std::cin
std::cin – еще одна предопределенная переменная, определенная в библиотеке iostream . В то время как std::cout выводит данные в консоль с помощью оператора вставки ( << ), std::cin (что означает «character input», «ввод символов») считывает ввод с клавиатуры с помощью оператора извлечения ( >> ). Для дальнейшего использования входные данные должны быть сохранены в переменной.
Попробуйте скомпилировать эту программу и запустить ее самостоятельно. Когда вы запустите программу, строка 6 напечатает «Enter a number: ». Когда код дойдет до строки 10, ваша программа будет ждать, пока вы введете данные. После того, как вы введете число (и нажмете клавишу Enter ), введенное вами число будет присвоено переменной x . Наконец, в строке 11 программа напечатает «You entered », а затем число, которое вы только что ввели.
Например (я ввел 4):
Если ваш экран закрывается сразу после ввода числа, обратитесь к уроку «0.8 – Несколько основных проблем C++» для решения этой проблем.
Лучшая практика
Существуют споры о том, нужно ли инициализировать переменную непосредственно перед тем, как передать ей значение, предоставленное пользователем, через другой источник (например, std::cin ), поскольку значение, предоставленное пользователем, просто перезапишет значение инициализации. В соответствии с нашей предыдущей рекомендацией о том, что переменные всегда следует инициализировать, лучше всего сначала инициализировать переменную.
Мы обсудим, как std::cin обрабатывает недопустимые входные данные в следующем уроке (7.16 – std::cin и обработка недопустимых входных данных).
Для продвинутых читателей
Библиотека ввода/вывода C++ не позволяет принимать ввод с клавиатуры без нажатия пользователем клавиши Enter . Но если вам это нужно, то вам придется использовать стороннюю библиотеку. Для консольных приложений мы рекомендуем библиотеку pdcurses. Многие графические пользовательские библиотеки имеют для этого свои собственные функции.
Резюме
Программисты-новички часто путают std::cin , std::cout , оператор вставки ( << ) и оператор извлечения ( >> ). Вот простой способ запомнить:
- std::cin и std::cout всегда идут в левой части выражения;
- std::cout используется для вывода значения (cout = character output);
- std::cin используется для получения входного значения (cin = character input);
- << используется с std::cout и показывает направление движения данных (если std::cout представляет консоль, выходные данные перемещаются из переменной в консоль). std::cout << 4 перемещает значение 4 в консоль;
- >> используется с std::cin и показывает направление движения данных (если std::cin представляет клавиатуру, входные данные перемещаются с клавиатуры в переменную). std::cin >> x перемещает значение, введенное пользователем с клавиатуры, в x .
Небольшой тест
Вопрос 1
Рассмотрим следующую программу, которую мы использовали выше:
Программа ожидает, что вы введете целочисленное значение, поскольку переменная x , в которую будет помещен пользовательские входные данные, является целочисленной переменной.
Запустите эту программу несколько раз и опишите, что произойдет, если вместо этого вы введете следующие типы входных данных:
а) Буква, например, h .
б) Число с дробной частью. Попробуйте числа с дробными составляющими меньше 0,5 и больше 0,5 (например, 3,2 и 3,7).
Дробная составляющая опущена.
в) Небольшое отрицательное целое число, например -3.
Всё прекрасно работает.
г) Слово, например «Hello».
д) Действительно большое число (минимум 3 миллиарда).
Вы получаете, казалось бы, случайное число.
Последнее предложение может быть особенно неожиданным. Попробуйте! Это происходит потому, что x может содержать числа только до определенного размера. После этого он «переполняется». Мы обсудим переполнение в следующем уроке.
По мере увеличения размера программ весь код уже не помещается в нескольких файлах, записывать каждый раз предварительные объявления для функций, которые мы хотим использовать, но которые находятся в других файлах, становится всё утомительнее и утомительнее. Хорошо было бы, если бы все предварительные объявления находились в одном месте, не так ли?
Заголовочные файлы из Стандартной библиотеки C++
Рассмотрим следующую программу:
Результат выполнения программы:
Как правило, в заголовочных файлах записываются только объявления, без определений. Следовательно, если cout только объявлен в заголовочном файле iostream, то где же он определяется? Ответ: в Стандартной библиотеке С++, которая автоматически подключается к вашему проекту на этапе линкинга.
Пишем свои собственные заголовочные файлы
Теперь давайте вернемся к примеру, который мы обсуждали на предыдущем уроке. У нас было два файла: add.cpp и main.cpp.
int add ( int x , int y ) ; // предварительное объявление с использованием прототипа функции std :: cout << "The sum of 3 and 4 is " << add ( 3 , 4 ) << std :: endl ;Примечание: Если вы создаете все файлы заново, то не забудьте добавить add.cpp в свой проект, чтобы он был подключен к компиляции.
И здесь нам на помощь приходят заголовочные файлы. Достаточно просто написать один заголовочный файл и его можно будет повторно использовать в любом количестве программ. Также и вносить изменения в такой код (например, добавление еще одного параметра) гораздо легче, нежели чем шерстить по всем файлам в поисках используемых функций.
Написать свой собственный заголовочный файл не так уж и сложно. Заголовочные файлы состоят из двух частей:
Директивы препроцессора — в частности, header guards, которые предотвращают вызов заголовочного файла больше одного раза из одного и того же файла (об этом детально на следующем уроке).
Содержимое заголовочного файла — набор объявлений.
Все ваши заголовочные файлы (которые вы написали самостоятельно) должны иметь расширение .h .
// Начнем с директив препроцессора. ADD_H – это произвольное уникальное имя (обычно используется имя заголовочного файла) int add ( int x , int y ) ; // прототип функции add() (не забывайте точку с запятой в конце!)Чтобы использовать этот файл в main.cpp, вам сначала нужно будет подключить его к проекту.
main.cpp, в котором мы подключаем add.h:
std :: cout << "The sum of 3 and 4 is " << add ( 3 , 4 ) << std :: endl ;add.cpp остается без изменений:
Если вы получили ошибку от линкера, что функция аdd() не определена, то убедитесь, что вы корректно подключили add.cpp к вашему проекту (и к компиляции тоже)!
Стоит отметить, что одни заголовочные файлы могут подключать другие заголовочные файлы. Тем не менее, так делать не рекомендуется.
Почему iostream пишется без окончания .h?
Когда C++ только создавался, все файлы библиотеки Runtime имели окончание .h. Оригинальные версии cout и cin объявлены в iostream.h. При стандартизации языка С++ комитетом ANSI, решили перенести все функции из библиотеки Runtime в пространствo имен std, чтобы предотвратить возможность возникновения конфликтов имен с пользовательскими идентификаторами (что, между прочим, является хорошей идеей). Тем не менее, возникла проблема: если все функции переместить в пространство имен std, то старые программы переставали работать!
Когда вы подключаете заголовочный файл из Стандартной библиотеки C++, убедитесь, что вы используете версию без .h (если она существует). В противном случае, вы будете использовать устаревшую версию заголовочного файла, который уже больше не поддерживается.
Кроме того, многие библиотеки, унаследованные от языка Cи, которые до сих пор используются в C++, также были продублированы с добавлением префикса c (например, stdlib.h стал cstdlib). Функционал этих библиотек также перенесли в пространство имен std, чтобы избежать возможность возникновения конфликтов имен с пользовательскими идентификаторами.
Можно ли записывать определения в заголовочных файлах?
Язык C++ не будет жаловаться, если вы это сделаете, но так делать не принято.
Иногда делаются исключения для простых функций, которые вряд ли изменятся (например, где определение состоит всего лишь из одной строки).
Советы
Вот несколько советов по написанию собственных заголовочных файлов:
Всегда используйте директивы препроцессора.
Не определяйте переменные в заголовочных файлах, если это не константы. Заголовочные файлы следует использовать только для объявлений.
Содержание
Пример
Например, программа «Hello, world!» может быть записана так:
Эта программа выведет «Hello, world!» с последующим переходом на новую строку (endl).
Форматирование вывода
Функции
| width(int x) | минимальное число знаков до следующего вывода |
| fill(char x) | устанавливает символ-заполнитель и возвращает предыдущий символ-заполнитель. По умолчанию в качестве символа-заполнителя используется пробел |
| precision(int x) | устанавливает число значащих знаков для чисел с плавающей точкой |
Манипуляторы
| endl | перевод строки |
| flush | выгружает содержимое буфера в поток |
| dec | меняет формат вывода числа на десятичный |
| oct | меняет формат вывода числа на восьмеричный |
| hex | меняет формат вывода числа на шестнадцатеричный |
| ws | извлекает и удаляет символы пустых промежутков из потока |
| showpos | показывает + перед неотрицательными числами |
| showpoint | показывает десятичную точку |
| noshowpoint | скрывает десятичную точку |
См. также
Примечания
Ссылки
Wikimedia Foundation . 2010 .
Полезное
Смотреть что такое "Iostream" в других словарях:
Iostream — es un archivo de cabecera que es utilizado para operaciones de entrada/salida en el lenguaje de programación C++. iostream es parte de la biblioteca estándar de C++. Su nombre es un acrónimo de Input/Output Stream. El flujo de entrada y salida de … Wikipedia Español
iostream — Стандартная библиотека языка программирования C++ fstream iomanip ios iostream sstream Стандартная библиотека шаблонов … Википедия
iostream — C++ Standard Library fstream iomanip ios iostream sstream string … Wikipedia
Iostream.h — … Википедия
Iostream.hpp — … Википедия
C++ — Desarrollador(es) Bjarne Stroustrup, Bell Labs Información general … Wikipedia Español
C++ — У этого термина существуют и другие значения, см. C. См. также: Си (язык программирования) C++ Семантика: мультипарадигмальный: объектно ориентированное, обобщённое, процедурное, метапрограммирование Тип исполнения: компилируемый Появился в … Википедия
Стандартная библиотека языка C++ — Стандартная библиотека языка программирования C++ fstream iomanip ios iostream sstream Стандартная библиотека шаблонов … Википедия
Читайте также: