Файловые и строковые потоки

Подсистема С++-ввода-вывода - хороший пример того, как наследование может сэкономить время и силы (и не только разработчикам, но и пользователям классов). Мы сегодня довольно долго говорили о том, как работать с потоками вообще (напомню, поток это некое обобщенное понятие, не связанное с каким-то конкретным типом устройства ввода-вывода). Так вот, оказывается, что все, что вы сегодня узнали, можно использовать не только со стандартными потоками, но и для работы с файлами и даже с массивами символов. И дополнительных усилий, чтобы это проделать (как и дополнительного знания деталей реализации файловых и строковых потоков), требуется совсем немного.

Классы потоков ввода-вывода (они называются istream, ostream и iostream для входных, выходных и комбинированных потоков, соответственно) служат базовыми для создания файловых (ifstream, ofstream, fstream) и строковых потоков (istringstream, ostringstream, stringstream). И для того, чтобы начать пользоваться этими новыми видами потоков, достаточно освоить всего несколько новых операций - открытие и закрытие, и, в случае ostringstream, преобразование потока в строку.

Если помните, в начале занятия класс Complex с операторами ввода-вывода. Так вот, эти же операторы прекрасно будут работать и с файлами

ifstream ifs(" my_numbers.dat");
ofstream ofs(" my_results.out");
Complex c;
ifs > > c;

ofs < < c < < endl;

// Явное закрытие потоков нужно лишь на случай
// аварийного завершения программы.
// При нормальном завершении файлы закроются
// при вызове деструкторов
ifs.close();
ofs.close();

и с символьными массивами

char buf[1024];
...;

// Связываем входной строковый поток с массивом buf
istringstream is(buf);

ostringstream os;

Complex c;
// Считываем значение
is > > c;

// Выводим значение в строковый поток
os < < c < < ends;

// Выводим накопленное содержимое строкового потока
// в cout
// Функция str() возвращает содержимое строкового потока
// в виде строки
cout < < os.str();

Разумеется, в этом примере не приведены некоторые детали реализации, специфичные для работы с файлами и строками (например, файл можно открывать в разных режимах, можно позиционировать указатель записи-чтения в файле и т.п.). Но для многих задач эти детали попросту не нужны - потоки, открываемые с параметрами по умолчанию, обеспечивают вполне разумное поведение, и, раз открыв поток, вы уже можете не особенно задумываться, с чем именно вы работаете - с файлом, массивом или чем-то еще.

Возможность управлять вводом-выводом в С++, обеспечивают форматирующие функции-члены, флаги и манипуляторы. Флаги, функции и манипуляторы выполняют одну и туже задачу — задают определённый формат ввода/вывода информации в потоках. Ввод/вывод на экран/с экрана в С++ осуществляется с помощью операторов cin и cout соответственно, а значит манипуляторы форматирования используются совместно с данными операторами ввода/вывода. Различие между функциями флагами и манипуляторами форматирования состоит в способе их применения. Теперь рассмотрим способы применения объектов форматирования.

Доступ к функциям осуществляется через операцию точка, а в круглых скобочках передаётся аргумент. Аргумент функции fill()может передаваться в виде символа, обрамленного одинарными кавычками, или в виде числа(код символа). Одних функций не достаточно для форматирования потоков ввода/вывода, поэтому в С++ предусмотрен ещё один способ форматирования — флаги.

Флаги форматирования позволяют включить или выключить один из параметров ввода/вывода. Чтобы установить флаг ввода/вывода, необходимо вызвать функцию setf(), если необходимо отключить флаг вывода, то используется функция unsetf(). Далее показаны конструкции установки и снятия флагов вывода.

Доступ к функциям оператора вывода выполняется через операцию точка. Метод setf()принимает один аргумент — имя флага. Флаги вывода объявлены в классе ios, поэтому, перед тем, как обратиться к флагу, необходимо написать имя класса — ios, после которого, с помощью операции разрешения области действия, вызвать нужный флаг.

Если при вводе/выводе необходимо установить(снять) несколько флагов, то можно воспользоваться поразрядной логической операцией ИЛИ |. В этом случае конструкция языка C++ будет такой:

В таблице 1 подробно описаны основные флаги форматирования, а также показаны примеры использования флагов.

Ещё один способ форматирования — форматирование с помощью манипуляторов. Манипулятор — объект особого типа, который управляет потоками ввода/вывода, для форматирования передаваемой в потоки информации. Отчасти манипуляторы дополняют функционал, для форматирования ввода/вывода. Но большинство манипуляторов выполняют точно, то же самое, что и функции с флагами форматирования. Есть случаи, когда проще пользоваться флагами или функциями форматирования, а иногда удобнее использовать манипуляторы форматирования. Именно по этому в С++ предусмотрено несколько средств форматирования ввода/вывода. В таблице 2 показаны основные манипуляторы форматирования С++.

Форматированный ввод/вывод в С++ это одна из самых простых тем в программировании. Как использовать те или иные средства форматирования показано в таблицах, поэтому затруднений по данной теме возникнуть не должно.