Какие файловые потоки бывают

Обновлено: 26.01.2025

Работа файлового ввода/вывода в языке C++ почти аналогична работе обычных потоков ввода/вывода (но с небольшими нюансами).

Классы файлового ввода/вывода

Есть три основных класса файлового ввода/вывода в языке C++:

ofstream (является дочерним классу ostream);

fstream (является дочерним классу iostream ).

С помощью этих классов можно выполнить однонаправленный файловый ввод, однонаправленный файловый вывод и двунаправленный файловый ввод/вывод. Для их использования нужно всего лишь подключить заголовочный файл fstream.

В отличие от потоков cout, cin, cerr и clog, которые сразу же можно использовать, файловые потоки должны быть явно установлены программистом. То есть, чтобы открыть файл для чтения и/или записи, нужно создать объект соответствующего класса файлового ввода/вывода, указав имя файла в качестве параметра. Затем, с помощью оператора вставки ( << ) или оператора извлечения ( >> ), можно записывать данные в файл или считывать содержимое файла. После проделывания данных действий нужно закрыть файл — явно вызвать метод close() или просто позволить файловой переменной ввода/вывода выйти из области видимости (деструктор файлового класса ввода/вывода закроет этот файл автоматически вместо нас).

Файловый вывод

Для записи в файл используется класс ofstream . Например:

// Класс ofstream используется для записи данных в файл. // Если мы не можем открыть этот файл для записи данных, cerr << "Uh oh, SomeText.txt could not be opened for writing!" << endl ; // Когда outf выйдет из области видимости, то деструктор класса ofstream автоматически закроет наш файл

Обратите внимание, мы также можем использовать метод put() для записи одного символа в файл.

Файловый ввод

Теперь мы попытаемся прочитать содержимое файла, который создали в предыдущем примере. Обратите внимание, ifstream возвратит 0 , если мы достигли конца файла (это удобно для определения «длины» содержимого файла). Например:

// ifstream используется для чтения содержимого файла. // Если мы не можем открыть этот файл для чтения его содержимого, cerr << "Uh oh, SomeText.txt could not be opened for reading!" << endl ; // то перемещаем эти данные в строку, которую затем выводим на экран // Когда inf выйдет из области видимости, то деструктор класса ifstream автоматически закроет наш файл

Результат выполнения программы:

Хм, это не совсем то, что мы хотели. Как мы уже узнали на предыдущих уроках, оператор извлечения работает с «отформатированными данными», т.е. он игнорирует все пробелы, символы табуляции и символ новой строки. Чтобы прочитать всё содержимое как есть, без его разбивки на части (как в примере, приведенном выше), нам нужно использовать метод getline():

// ifstream используется для чтения содержимого файлов. // Мы попытаемся прочитать содержимое файла SomeText.txt // Если мы не можем открыть файл для чтения его содержимого, cerr << "Uh oh, SomeText.txt could not be opened for reading!" << endl ; // то перемещаем то, что можем прочитать, в строку, а затем выводим эту строку на экран // Когда inf выйдет из области видимости, то деструктор класса ifstream автоматически закроет наш файл

Результат выполнения программы:

Буферизованный вывод

Вывод в языке C++ может быть буферизован. Это означает, что всё, что выводится в файловый поток, не может сразу же быть записанным на диск (в конкретный файл). Это сделано, в первую очередь, по соображениям производительности. Когда данные буфера записываются на диск, то это называется очисткой буфера. Одним из способов очистки буфера является закрытие файла. В таком случае всё содержимое буфера будет перемещено на диск, а затем файл будет закрыт.

Буферизация вывода обычно не является проблемой, но при определенных обстоятельствах она может вызвать проблемы у неосторожных новичков. Например, когда в буфере хранятся данные, а программа преждевременно завершает свое выполнение (либо в результате сбоя, либо путем вызова функции exit()). В таких случаях деструкторы классов файлового ввода/вывода не выполняются, файлы никогда не закрываются, буферы не очищаются и наши данные теряются навсегда. Вот почему хорошей идеей является явное закрытие всех открытых файлов перед вызовом функции exit().

Также буфер можно очистить вручную, используя метод ostream::flush() или отправив std::flush в выходной поток. Любой из этих способов может быть полезен для обеспечения немедленной записи содержимого буфера на диск в случае сбоя программы.

Интересный нюанс: Поскольку std::endl; также очищает выходной поток, то его чрезмерное использование (приводящее к ненужным очисткам буфера) может повлиять на производительность программы (так как очистка буфера в некоторых случаях может быть затратной операцией). По этой причине программисты, которые заботятся о производительности своего кода, часто используют \n вместо std::endl для вставки символа новой строки в выходной поток, дабы избежать ненужной очистки буфера.

Режимы открытия файлов

Что произойдет, если мы попытаемся записать данные в уже существующий файл? Повторный запуск вышеприведенной программы (самая первая) показывает, что исходный файл полностью перезаписывается при повторном запуске программы. А что, если нам нужно добавить данные в конец файла? Оказывается, конструкторы файлового потока принимают необязательный второй параметр, который позволяет указать программисту способ открытия файла. В качестве этого параметра можно передавать следующие флаги (которые находятся в классе ios ):

app — открывает файл в режиме добавления;

ate — переходит в конец файла перед чтением/записью;

binary — открывает файл в бинарном режиме (вместо текстового режима);

in — открывает файл в режиме чтения (по умолчанию для ifstream );

out — открывает файл в режиме записи (по умолчанию для ofstream );

trunc — удаляет файл, если он уже существует.

Можно указать сразу несколько флагов путем использования побитового ИЛИ (|).

ifstream по умолчанию работает в режиме ios::in;

ofstream по умолчанию работает в режиме ios::out;

fstream по умолчанию работает в режиме ios::in ИЛИ ios::out, что означает, что вы можете выполнять как чтение содержимого файла, так и запись данных в файл.

До сих пор мы использовали стандартную библиотеку iostream , которая предоставляет методы cin и cout для чтения со стандартного ввода и записи на стандартный вывод соответственно.

Этот учебник научит вас читать и писать из файла. Для этого требуется другая стандартная библиотека C ++ с именем fstream , которая определяет три новых типа данных -

Этот тип данных представляет поток выходных файлов и используется для создания файлов и для записи информации в файлы.

Этот тип данных представляет поток входных файлов и используется для чтения информации из файлов.

Этот тип данных обычно представляет поток файлов и имеет возможности как потока, так и ifstream , что означает, что он может создавать файлы, записывать информацию в файлы и читать информацию из файлов.

Для выполнения обработки файлов в C ++ файлы заголовков <iostream> и <fstream> должны быть включены в исходный файл C ++.

Открытие файла

Файл должен быть открыт, прежде чем вы сможете его прочитать или написать. Для открытия файла для записи может использоваться любой из объектов streamstream или fstream . И объект ifstream используется для открытия файла только для чтения.

Ниже приведен стандартный синтаксис функции open (), который является членом объектов fstream, ifstream и ofstream .

Здесь первый аргумент указывает имя и местоположение файла, который должен быть открыт, а второй аргумент функции open() определяет режим, в котором файл должен быть открыт.

Добавить режим. Весь вывод в этот файл будет добавлен в конец.

Откройте файл для вывода и переместите элемент управления чтением/записью в конец файла.

Откройте файл для чтения.

Откройте файл для записи.

Если файл уже существует, его содержимое будет усечено перед открытием файла. Вы можете объединить два или более из этих ценностей вместе. Например, если вы хотите открыть файл в режиме записи и хотите усечь его в случае, если он уже существует, следующим будет синтаксис -

Аналогичным образом вы можете открыть файл для чтения и записи цели следующим образом:

Закрытие файла

Когда программа C ++ завершает работу, она автоматически очищает все потоки, освобождает всю выделенную память и закрывает все открытые файлы. Но всегда хорошо, что программист должен закрыть все открытые файлы до завершения программы.

Ниже приведен стандартный синтаксис функции close() , который является членом объектов fstream, ifstream и ofstream.

Запись в файл

Выполняя программирование на С ++, вы записываете информацию в файл из своей программы с помощью оператора вставки потока (<<) так же, как вы используете этот оператор для вывода информации на экран. Единственное отличие состоит в том, что вместо объекта cout вы используете объект ofstream или fstream .

Чтение из файла

Вы читаете информацию из файла в вашу программу, используя оператор извлечения потока (>>), так же, как вы используете этот оператор для ввода информации с клавиатуры. Единственное различие заключается в том, что вместо объекта cin вы используете объект ifstream или fstream .

Пример чтения и записи

Ниже приведена программа на C ++, которая открывает файл в режиме чтения и записи. После записи информации, введенной пользователем в файл с именем afile.dat , программа считывает информацию из файла и выводит ее на экран -

Когда вышеприведенный код скомпилирован и исполнен, он создает следующий образец ввода и вывода -

В приведенных выше примерах используются дополнительные функции от объекта cin, например функция getline () , чтобы читать строку извне и игнорировать (), чтобы игнорировать лишние символы, оставленные предыдущим оператором чтения.

Указатели позиции файла

Оба IStream и ostream обеспечивают функции члена для изменения положения указателя файла позиция. Этими функциями-членами являются seekg («seek get») для istream и seekp («seek put») для ostream .

Аргумент seekg и seekp обычно является длинным целым числом. Второй аргумент может быть указан для указания направления поиска. Направление поиска может быть ios :: beg (по умолчанию) для позиционирования относительно начала потока, ios :: cur для позиционирования относительно текущей позиции в потоке или ios :: endдля позиционирования относительно конца поток.

Указатель позиции файла представляет собой целочисленное значение, определяющее местоположение в файле как количество байтов из исходного местоположения файла. Некоторые примеры позиционирования указателя " get" file-position -

Рядовому пользователю компьютерных электронных устройств редко, но приходится сталкиваться с таким понятием, как «выбор файловой системы». Чаще всего это происходит при необходимости форматирования внешних накопителей (флешек, microSD), установке операционных систем, восстановлении данных на проблемных носителях, в том числе жестких дисках. Пользователям Windows предлагается выбрать тип файловой системы, FAT32 или NTFS, и способ форматирования (быстрое/глубокое). Дополнительно можно установить размер кластера. При использовании ОС Linux и macOS названия файловых систем могут отличаться.

Возникает логичный вопрос: что такое файловая система и в чем ее предназначение? В данной статье дадим ответы на основные вопросы касательно наиболее распространенных ФС.

Что такое файловая система

Обычно вся информация записывается, хранится и обрабатывается на различных цифровых носителях в виде файлов. Далее, в зависимости от типа файла, кодируется в виде знакомых расширений – *exe, *doc, *pdf и т.д., происходит их открытие и обработка в соответствующем программном обеспечении. Мало кто задумывается, каким образом происходит хранение и обработка цифрового массива в целом на соответствующем носителе.

Операционная система воспринимает физический диск хранения информации как набор кластеров размером 512 байт и больше. Драйверы файловой системы организуют кластеры в файлы и каталоги, которые также являются файлами, содержащими список других файлов в этом каталоге. Эти же драйверы отслеживают, какие из кластеров в настоящее время используются, какие свободны, какие помечены как неисправные.

Запись файлов большого объема приводит к необходимости фрагментации, когда файлы не сохраняются как целые единицы, а делятся на фрагменты. Каждый фрагмент записывается в отдельные кластеры, состоящие из ячеек (размер ячейки составляет один байт). Информация о всех фрагментах, как части одного файла, хранится в файловой системе.

Файловая система связывает носитель информации (хранилище) с прикладным программным обеспечением, организуя доступ к конкретным файлам при помощи функционала взаимодействия программ A PI. Программа, при обращении к файлу, располагает данными только о его имени, размере и атрибутах. Всю остальную информацию, касающуюся типа носителя, на котором записан файл, и структуры хранения данных, она получает от драйвера файловой системы.

На физическом уровне драйверы ФС оптимизируют запись и считывание отдельных частей файлов для ускоренной обработки запросов, фрагментации и «склеивания» хранящейся в ячейках информации. Данный алгоритм получил распространение в большинстве популярных файловых систем на концептуальном уровне в виде иерархической структуры представления метаданных (B-trees). Технология снижает количество самых длительных дисковых операций – позиционирования головок при чтении произвольных блоков. Это позволяет не только ускорить обработку запросов, но и продлить срок службы HDD. В случае с твердотельными накопителями, где принцип записи, хранения и считывания информации отличается от применяемого в жестких дисках, ситуация с выбором оптимальной файловой системы имеет свои нюансы.

Основные функции файловых систем

Файловая система отвечает за оптимальное логическое распределение информационных данных на конкретном физическом носителе. Драйвер ФС организует взаимодействие между хранилищем, операционной системой и прикладным программным обеспечением. Правильный выбор файловой системы для конкретных пользовательских задач влияет на скорость обработки данных, принципы распределения и другие функциональные возможности, необходимые для стабильной работы любых компьютерных систем. Иными словами, это совокупность условий и правил, определяющих способ организации файлов на носителях информации.

Основными функциями файловой системы являются:

размещение и упорядочивание на носителе данных в виде файлов;
определение максимально поддерживаемого объема данных на носителе информации;
создание, чтение и удаление файлов;
назначение и изменение атрибутов файлов (размер, время создания и изменения, владелец и создатель файла, доступен только для чтения, скрытый файл, временный файл, архивный, исполняемый, максимальная длина имени файла и т.п.);
определение структуры файла;
поиск файлов;
организация каталогов для логической организации файлов;
защита файлов при системном сбое;
защита файлов от несанкционированного доступа и изменения их содержимого.

Задачи файловой системы

Функционал файловой системы нацелен на решение следующих задач:

присвоение имен файлам;
программный интерфейс работы с файлами для приложений;
отображение логической модели файловой системы на физическую организацию хранилища данных;
поддержка устойчивости файловой системы к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств;
содержание параметров файла, необходимых для правильного взаимодействия с другими объектами системы (ядро, приложения и пр.).

В многопользовательских системах реализуется задача защиты файлов от несанкционированного доступа, обеспечение совместной работы. При открытии файла одним из пользователей для других этот же файл временно будет доступен в режиме «только чтение».

Вся информация о файлах хранится в особых областях раздела (томах). Структура справочников зависит от типа файловой системы. Справочник файлов позволяет ассоциировать числовые идентификаторы уникальных файлов и дополнительную информацию о них с непосредственным содержимым файла, хранящимся в другой области раздела.

Операционные системы и типы файловых систем

Существует три основных вида операционных систем, используемых для управления любыми информационными устройствами: Windows компании Microsoft, macOS разработки Apple и операционные системы с открытым исходным кодом на базе Linux. Все они, для взаимодействия с физическими носителями, используют различные типы файловых систем, многие из которых дружат только со «своей» операционкой. В большинстве случаев они являются предустановленными, рядовые пользователи редко создают новые дисковые разделы и еще реже задумываются об их настройках.

В случае с Windows все выглядит достаточно просто: NTFS на всех дисковых разделах и FAT32 (или NTFS) на флешках. Если установлен NAS (сервер для хранения данных на файловом уровне), и в нем используется какая-то другая файловая система, то практически никто не обращает на это внимания. К нему просто подключаются по сети и качают файлы.

На мобильных гаджетах с ОС Android чаще всего установлена ФС версии ext4 во внутренней памяти и FAT32 на карточках microSD. Владельцы продукции Apple зачастую вообще не имеют представления, какая файловая система используется на их устройствах – HFS+, HFSX, APFS, WTFS или другая. Для них существуют лишь красивые значки папок и файлов в графическом интерфейсе.

Более богатый выбор у линуксоидов. Но здесь настройка и использование определенного типа файловой системы требует хотя бы минимальных навыков программирования. Тем более, мало кто задумывается, можно ли использовать в определенной ОС «неродную» файловую систему. И зачем вообще это нужно.

Рассмотрим более подробно виды файловых систем в зависимости от их предпочтительного использования с определенной операционной системой.

Файловые системы Windows

Исходный код файловой системы, получившей название FAT, был разработан по личной договоренности владельца Microsoft Билла Гейтса с первым наемным сотрудником компании Марком Макдональдом в 1977 году. Основной задачей FAT была работа с данными в операционной системе Microsoft 8080/Z80 на базе платформы MDOS/MIDAS. Файловая система FAT претерпела несколько модификаций – FAT12, FAT16 и, наконец, FAT32, которая используется сейчас в большинстве внешних накопителей. Основным отличием каждой версии является преодоление ограниченного объема доступной для хранения информации. В дальнейшем были разработаны еще две более совершенные системы обработки и хранения данных – NTFS и ReFS.

FAT (таблица распределения файлов)

Числа в FAT12, FAT16 и FAT32 обозначают количество бит, используемых для перечисления блока файловой системы. FAT32 является фактическим стандартом и устанавливается на большинстве видов сменных носителей по умолчанию. Одной из особенностей этой версии ФС является возможность применения не только на современных моделях компьютеров, но и в устаревших устройствах и консолях, снабженных разъемом USB.

Пространство FAT32 логически разделено на три сопредельные области:

зарезервированный сектор для служебных структур;
табличная форма указателей;
непосредственная зона записи содержимого файлов.

К недостатком стандарта FAT32 относится ограничение размера файлов на диске до 4 Гб и всего раздела в пределах 8 Тб. По этой причине данная файловая система чаще всего используется в USB-накопителях и других внешних носителях информации. Для установки последней версии ОС Microsoft Windows 10 на внутреннем носителе потребуется более продвинутая файловая система.

С целью устранения ограничений, присущих FAT32, корпорация Microsoft разработала обновленную версию файловой системы exFAT (расширенная таблица размещения файлов). Новая ФС очень схожа со своим предшественником, но позволяет пользователям хранить файлы намного большего размера, чем четыре гигабайта. В exFAT значительно снижено число перезаписей секторов, ответственных за непосредственное хранение информации. Функция очень важна для твердотельных накопителей ввиду необратимого изнашивания ячеек после определенного количества операций записи. Продукт exFAT совместим с операционными системами Mac, Android и Windows. Для Linux понадобится вспомогательное программное обеспечение.

NTFS (файловая система новой технологии)

Стандарт NTFS разработан с целью устранения недостатков, присущих более ранним версиям ФС. Впервые он был реализован в Windows NT в 1995 году, и в настоящее время является основной файловой системой для Windows. Система NTFS расширила допустимый предел размера файлов до шестнадцати гигабайт, поддерживает разделы диска до 16 Эб (эксабайт, 10 18 байт ). Использование системы шифрования Encryption File System (метод «прозрачного шифрования») осуществляет разграничение доступа к данным для различных пользователей, предотвращает несанкционированный доступ к содержимому файла. Файловая система позволяет использовать расширенные имена файлов, включая поддержку многоязычности в стандарте юникода UTF, в том числе в формате кириллицы. Встроенное приложение проверки жесткого диска или внешнего накопителя на ошибки файловой системы chkdsk повышает надежность работы харда, но отрицательно влияет на производительность.

ReFS (Resilient File System)

Последняя разработка Microsoft, доступная для серверов Windows 8 и 10. Архитектура файловой системы в основном организована в виде B + -tree. Файловая система ReFS обладает высокой отказоустойчивостью благодаря реализации новых функций:

Copy-on-Write (CoW) – никакие метаданные не изменяются без копирования;
данные записываются на новое дисковое пространство, а не поверх существующих файлов;
при модификации метаданных новая копия хранится в свободном дисковом пространстве, затем система создает ссылку из старых метаданных на новую версию.

Все это позволяет повысить надежность хранения файлов, обеспечивает быстрое и легкое восстановление данных.

Файловые системы macOS

Для операционной системы macOS компания Apple использует собственные разработки файловых систем:

HFS+, которая является усовершенствованной версией HFS, ранее применяемой на компьютерах Macintosh, и ее более соверешенный аналог APFS. Стандарт HFS+ используется во всех устройствах под управлением продуктов Apple, включая компьютеры Mac, iPod, а также Apple X Server.
Кластерная файловая система Apple Xsan, созданная из файловых систем StorNext и CentraVision, используется в расширенных серверных продуктах. Эта файловая система хранит файлы и папки, информацию Finder о просмотре каталогов, положениях окна и т.д.

Файловые системы Linux

В отличие от ОС Windows и macOS, ограничивающих выбор файловой системы предустановленными вариантами, Linux предоставляет возможность использования нескольких ФС, каждая из которых оптимизирована для решения определенных задач. Файловые системы в Linux используются не только для работы с файлами на диске, но и для хранения данных в оперативной памяти или доступа к конфигурации ядра во время работы системы. Все они включены в ядро и могут использоваться в качестве корневой файловой системы.

Основные файловые системы, используемые в дистрибутивах Linux:

Ext2, Ext3, Ext4 или Extended Filesystem – стандартная файловая система, первоначально разработанная еще для Minix. Содержит максимальное количество функций и является наиболее стабильной в связи с редкими изменениями кодовой базы. Начиная с ext3 в системе используется функция журналирования. Сегодня версия ext4 присутствует во всех дистрибутивах Linux.

JFS или Journaled File System разработана в IBM в качестве альтернативы для файловых систем ext. Сейчас она используется там, где необходима высокая стабильность и минимальное потребление ресурсов (в первую очередь в многопроцессорных компьютерах). В журнале хранятся только метаданные, что позволяет восстанавливать старые версии файлов после сбоев.

ReiserFS также разработана в качестве альтернативы ext3, поддерживает только Linux. Динамический размер блока позволяет упаковывать несколько небольших файлов в один блок, что предотвращает фрагментацию и улучшает работу с небольшими файлами. Недостатком является риск потери данных при отключении энергии.

XFS рассчитана на файлы большого размера, поддерживает диски до 2 терабайт. Преимуществом системы является высокая скорость работы с большими файлами, отложенное выделение места, увеличение разделов на лету, незначительный размер служебной информации. К недостаткам относится невозможность уменьшения размера, сложность восстановления данных и риск потери файлов при аварийном отключении питания.

Btrfs или B-Tree File System легко администрируется, обладает высокой отказоустойчивостью и производительностью. Используется как файловая система по умолчанию в OpenSUSE и SUSE Linux.

Другие ФС, такие как NTFS, FAT, HFS, могут использоваться в Linux, но корневая файловая система на них не устанавливается, поскольку они для этого не предназначены.

Дополнительные файловые системы

В операционных системах семейства Unix BSD (созданы на базе Linux) и Sun Solaris чаще всего используются различные версии ФС UFS (Unix File System), известной также под названием FFS (Fast File System). В современных компьютерных технологиях данные файловые системы могут быть заменены на альтернативные: ZFS для Solaris, JFS и ее производные для Unix.

Кластерные файловые системы включают поддержку распределенных хранилищ, расширяемость и модульность. К ним относятся:

ZFS – «Zettabyte File System» разработана для распределенных хранилищ Sun Solaris OS;
Apple Xsan – эволюция компании Apple в CentraVision и более поздних разработках StorNext;
VMFS (Файловая система виртуальных машин) разработана компанией VMware для VMware ESX Server;
GFS – Red Hat Linux именуется как «глобальная файловая система» для Linux;
JFS1 – оригинальный (устаревший) дизайн файловой системы IBM JFS, используемой в старых системах хранения AIX.

Практический пример использования файловых систем

Владельцы мобильных гаджетов для хранения большого объема информации используют дополнительные твердотельные накопители microSD (HC), по умолчанию отформатированные в стандарте FAT32. Это является основным препятствием для установки на них приложений и переноса данных из внутренней памяти. Чтобы решить эту проблему, необходимо создать на карточке раздел с ext3 или ext4. На него можно перенести все файловые атрибуты (включая владельца и права доступа), чтобы любое приложение могло работать так, словно запустилось из внутренней памяти.

Операционная система Windows не умеет делать на флешках больше одного раздела. С этой задачей легко справится Linux, который можно запустить, например, в виртуальной среде. Второй вариант - использование специальной утилиты для работы с логической разметкой, такой как MiniTool Partition Wizard Free . Обнаружив на карточке дополнительный первичный раздел с ext3/ext4, приложение Андроид Link2SD и аналогичные ему предложат куда больше вариантов.

Флешки и карты памяти быстро умирают как раз из-за того, что любое изменение в FAT32 вызывает перезапись одних и тех же секторов. Гораздо лучше использовать на флеш-картах NTFS с ее устойчивой к сбоям таблицей $MFT. Небольшие файлы могут храниться прямо в главной файловой таблице, а расширения и копии записываются в разные области флеш-памяти. Благодаря индексации на NTFS поиск выполняется быстрее. Аналогичных примеров оптимизации работы с различными накопителями за счет правильного использования возможностей файловых систем существует множество.

Надеюсь, краткий обзор основных ФС поможет решить практические задачи в части правильного выбора и настройки ваших компьютерных устройств в повседневной практике.

Для вывода данных используеся оператор << . Этот опрератор определен для всех встроенных типов C++ и некоторых классов, входящих в стандартную библиотеку. Для вывода перевода строки можно использовать специальный объект endl .

Примеры использования потока вывода:

Также оператор << можно использовать и со своими классами, определив для них перегруженный оператор. Например, для структуры Book перегруженный оператор может выглядеть так:

Некоторые методы класса ostream:

put(char c) - записать символ с в поток
write(const char* s, streamsize n) - записать первые n элементов массива s в поток (streamsize представляет целое число со знаком, например, int)
flush() - записать значение из буфера
close() - закрытие потока

Потоки ввода (istream)

Для ввода используется оператор >> . Он также определен для всех встроенных типов и некоторых классов стандартной библиотеки.

Оператор >> также можно определить для своих классов:

Некоторые методы класса istream:

get() - считать следующий символ
get(char *buf, streamsize n) - считать максимум n-1 символ и поместить в массив buf
get(char *buf, streamsize n, char delim) - считывание символов до символа-разделителя delim (разделитель не считывается и остается в потоке)
getline(char *buf, streamsize n)
getline(char *buf, streamsize n, char delim)
peek() - считывает следующий символ, но оставляет его в потоке
ignore(streamsize n = 1, int delim = EOF) - извлекает символы из потока до тех пор, пока их число меньше n или пока не встретился символ delim
putback(char c) - добавляет символ с в текущую позицию потока
unget() - возвращает последний считанный символ в поток

Форматирование

Для управления форматом вывода можно устанавливать специальные флаги потока методом setf(ios_base::fmtflags f) . Но удобнее пользоваться манипуляторами - специальными функциями, реализованными в заголочных файлах <istream> , <ostream> (они по умолчанию включены в <iostream> ) и <iomanip> .

Основные манипуляторы ввода/вывода:

boolalpha - стороковое представление логических значений
noboolalpha - числовое представление логических значений

showbase - включает вывод 0 перед восьмеричными и 0x перед шестнадцатеричными числами
noshowbase - выключает вывод 0 и 0x
dec - вывод чисел в десятичной системе счисления
oct - в восьмеричной
hex - в шестнадцатеричной
uppercase - заглавные буквы в записи шестнадцатеричных чисел и чисел с плавающей запятой в научной записи
nouppercase - строчные буквы в записи чисел

skipws - пропуск символов-разделителей ( ' ', '\t', '\n', и т.п. )
noskipws - выключение пропуска разделителей
setw(int n) - определяет минимальное количество символов, которые выведутся следующей операцией вывода
setfill(char c) - символ-заполнитель
left - выравнивание поля по левому краю
right - выравнивание поля по правому краю
internal - выравнивание поля по ширине

scientific - научная запись для чисел с плавающей запятой
fixed - фиксированная точность для чисел с плавающей запятой
setprecision - точность вывода чисел (по умолчанию равна 6)

endl - запись \n и очистка буфера
ends - запись \0
flush - очистка буфера потока
ws - прочитать и проигнорировать символы-разделители

Сотояние потока

Каждый поток istream или ostream имеет связанное с ним состояние.

Методы проверки состояния:

good() - можно выполнить следующую операцию
eof() - конец потока
fail() - следующая операция не выполнится
bad() - поток испорчен

Стандартные потоки - iostream

Для реализации стандартного ввода/вывода в библиотеку C++ включен заголовочный файл iostream , содержащий следующие предопределенные объекты потоков:

cin - стандартный поток ввода (соответствует потоку C stdin)
cout - стандартный поток вывода (соответствует stdout)
cerr - стандартный поток вывода ошибок (соответствует stderr)
clog - стандартный поток вывода журнала (соответствует stderr)

Файловые потоки - fstream

Файловые потоки расположены в заголовочном файле <fstream> . ifstream - поток ввода, ofstream - поток вывода.

Имя файла передается потоку либо в конструкторе, либо через вызов метода open .

Читайте также: