C++ IO流库：面向对象的输入输出支持

"C++的IO流库.pdf" C++的输入/输出(I/O)流库是其标准模板库(STL)的重要组成部分，旨在提供一种高效、灵活且面向对象的方式来处理输入和输出操作。传统的C语言输入输出系统，如scanf和printf，主要针对预定义的数据类型，不支持用户自定义类型，这在面向对象编程中是一个明显的限制。C++引入流库，主要是为了克服这一局限性，允许程序员为自定义类型重载输入输出操作符，以实现自定义类型的I/O支持。 C++流库的核心概念是流（stream），它代表数据从源到目的地的流动。流可以分为不同类型，包括输入流、输出流和输入输出流，分别对应于不同的数据传输设备。例如，输入流与输入设备（如键盘）关联，输出流与输出设备（如显示器）关联，而输入输出流则与能够读写数据的设备（如磁盘）关联。 C++标准库中预定义了几个核心流对象： - `cin` 是标准输入流，通常与控制台的键盘输入设备关联，用于从用户获取数据。 - `cout` 是标准输出流，与显示器屏幕关联，用于向用户显示数据。 - `cerr` 是非缓冲型错误信息流，它直接将错误信息发送到错误输出设备，不进行缓冲处理。 - `clog` 是缓冲型错误信息流，同样与错误输出设备关联，但会先存储错误信息，等到缓冲区满或特定条件满足时再输出。 C++流库的结构基于流类层次，其中最基本的类是`istream`和`ostream`，分别代表输入和输出流。这些基类提供了基本的输入输出操作，如提取(>>操作符)和插入(<<操作符)。通过继承和重载这些操作符，程序员可以方便地为自定义类型扩展输入输出功能。例如，对于上述的`account`类，可以定义如下重载操作符： ```cpp std::istream& operator>>(std::istream& is, account& acnt) { // 读取并解析输入流中的account对象 // ... return is; } std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const account& acnt) { // 将account对象写入输出流 // ... return os; } ``` 这样，我们就可以使用`cin >> acnt;`来读取用户输入创建`account`对象，以及`cout << acnt;`来打印对象信息，就像处理内置类型一样。 C++流库还提供了其他高级特性，如流缓冲（stream buffering）用于提高效率，流操纵符（stream manipulators）用于改变流的格式设置，以及文件流（file streams）用于文件操作等。文件流如`ifstream`和`ofstream`允许直接读写磁盘文件，而`fstream`则支持双向文件操作。通过这些类，程序员可以方便地进行文件的打开、读取、写入和关闭等操作。 C++的IO流库提供了一套强大且灵活的机制，使得在处理输入输出时，无论是与用户交互，还是与文件交换数据，都能以面向对象的方式进行，增强了代码的可读性和可维护性。