c++的输入输出 [一]（istream,ostream,iostream）

写在最前面

我这篇博文是根据别人的博文整理而成的，所以出现和别人一样的地方是我摘抄的，我会注明。

在过去，我们使用的是原始的<stdio.h>中的接口，但是今天我想讲的是一个新的库<sstream>，这个库拥有拥有类型安全和不会溢出这样抢眼的特性，很有理由让我们使用它。下面我将详述。

这份笔记我分成了三章，分别讲下面的三个部分。

基础介绍

c++的输入输出分为三种：

1.基于控制台的I/O

2.基于文件的I/O

3.基于字符串的I/O

第一种 基于控制台的I/O

开始前先偏点题，首先讲讲网上搜索常常可以看到的一个问题：

<iostream>和<iostream.h>的区别？

#include <iostream.h>非标准输入输出流
#include <iostream>标准输入输出流

C++中为了避免名字定义冲突，特别引入了“名字空间的定义”，即namespace。

1. 当代码中用<iostream.h>时，输出可直接引用cout<<x;//<iostream.h>继承C语言的标准库
   文件，未引入名字空间定义，所以可直接使用。

2. 当代码中引入<iostream>时，输出需要引用std::cout<<x;如果还是按原来的方法就会有错。
   使用<iostream>时，引入std::有以下方法：

1.
using namespace std;
cout<<x;
2.
using std::cout;
cout<<x;
3.
最基本的std::cout<<x;

这回你该知道为什么通常用#include <iostream>时，要用using namespace std;了吧。如果你不用这个，就要在使用cout时，用后两种方法了。其他头文件也是同样的道理。（有“.h”的就是非标准的，C的标准库函数，无“.h”的，就要用到命令空间，是C++的。还有一部分不完全是有“.h”和没“.h”的差别。例如：math.h和cmath）

以下参考 C++的iostream标准库介绍+使用详解

为什么需要iostream

我们从一开始就一直在利用C++的输入输出在做着各种练习，输入输出是由iostream库提供的，所以讨论此标准库是有必要的，它与C语言的 stdio库不同，它从一开始就是用多重继承与虚拟继承实现的面向对象的层次结构，作为一个c++的标准库组件提供给程序员使用。

　　iostream为内置类型对象提供了输入输出支持，同时也支持文件的输入输出，类的设计者可以通过对iostream库的扩展，来支持自定义类型的输入输出操作。

　　为什么说要扩展才能提供支持呢？我们来一个示例。

#include <stdio.h> 
#include <iostream> 
usingnamespace std;     

class Test 
{ 
        public: 
        Test(int a=0,int b=0) 
        { 
                Test::a=a; 
                Test::b=b; 
        } 
        int a; 
        int b; 
}; 
int main() 
{ 
        Test t(100,50); 
        printf("%???",t);//不明确的输出格式 
        scanf("%???",t);//不明确的输入格式 
        cout<<t<<endl;//同样不够明确 
        cin>>t;//同样不够明确 
        system("pause"); 
}

由于自定义类的特殊性，在上面的代码中，无论你使用c风格的输入输出，或者是c++的输入输出都不是不明确的一个表示，由于c语言没有运 算符重载机制，导致stdio库的不可扩充性，让我们无法让printf()和scanf()支持对自定义类对象的扩充识别，而c++是可以通过运算符重 载机制扩充 iostream库的，使系统能能够识别自定义类型，从而让输入输出明确的知道他们该干什么，格式是什么。

　　在上例中我们之所以用printf与cout进行对比目的是为了告诉大家，C与C++处理输入输出的根本不同，我们从c的输入输出可以很明显看出是函数调用方式，而c++的则是对象模式，cout和cin是ostream类和istream类的对象。

iostream: istream 和 ostream

C++中的iostream库主要包含下图所示的几个头文件:

IOSstream 库
fstream	iomainip
ios	iosfwd
iostream	istream
ostream	sstream
streambuf	strstream

我们所熟悉的输入输出操作分别是由istream(输入流)和ostream(输出流)这两个类提供的，为了允许双向的输入／输出，由istream和ostream派生出了iostream类。

iostream库定义了以下三个标准流对象：

cin，表示标准输入(standard input)的istream类对象。cin使我们可以从设备读入数据。
cout，表示标准输出(standard output)的ostream类对象。cout使我们可以向设备输出或者写数据。
cerr，表示标准错误(standard error)的osttream类对象。cerr是导出程序错误消息的地方，它只能允许向屏幕设备写数据。 

输出主要由重载的左移操作符（<<）来完成，输入主要由重载的右移操作符(>>)完成:

>>a表示将数据放入a对象中。
<<a表示将a对象中存储的数据拿出。 

这些标准的流对象都有默认的所对应的设备，见下表：

C++对象名	设备名称	C中标准设备名	默认含义
cin	键盘	stdin	标准输入
cout	显示器屏幕	stdout	标准输出
cerr	显示器屏幕	stderr	标准错误输出

上表中的意思表明cin对象的默认输入设备是键盘，cout对象的默认输出设备是显示器屏幕。

那么原理上Ｃ++有是如何利用cin／cout对象与左移和右移运算符重载来实现输入输出的呢？

下面我们以输出为例，说明其实现原理：

1. cout是ostream类的对象，因为它所指向的是标准设备（显示器屏幕），所以它在iostream头文件中作为全局对象进行定义。

2. ostream cout(stdout);//其默认指向的C中的标准设备名，作为其构造函数的参数使用。

3. 在iostream.h头文件中，ostream类对应每个基本数据类型都有其友元函数对左移操作符进行了友元函数的重载。

   • ostream& operator<<(ostream &temp,int source);

   • ostream& operator<<(ostream &temp,char *ps);

     ... 等等 
     

一句输出语句：cout<<"http://www.cppblog.com/andxie99";，事实上调用的就是 ostream& operator<<(ostream &temp,char *ps);这个运算符重载函数，由于返回的是流对象的引用，引用可以作为左值使用，所以当程序中有类似 cout<<"http://www.cppblog.com/andxie99"<<"白纸人生";这样的语句出现的时候，就 能够构成连续输出。

由于iostream库不光支持对象的输入输出，同时也支持文件流的输入输出，所以在详细讲解左移与右移运算符重载之前，我们有必要先对文件的输入输出以及输入输出的控制符有所了解。