3.01

Система ввода - вывода С++

Предназначена для поддержки консоли и файлов.

С++ поддерживает две системы ввода-вывода:

• С- систему для совместимости со старыми программами

• объектно ориентированную систему ввода-вывода

Особенности ( системы объектно ориентированного ввода-вывода ):

• соответствие принципам ООП ( средства работы с объектами )

• дополнительные расширения

Библиотеки ОО ввода-вывода:

• <iostream.h> - старая библиотека, разработанная для исходной спецификации С++

• <iostream> - новая система ввода-вывода

Поток.

Поток - логическое устройство, получающее или передающее информацию.

Особенности:

• поток связан с физическим устройством ввода - вывода

• все потоки функционируют одинаково, хотя физические устройства, связанные с ними, могут быть различными

• одна функция ввода-вывода может работать с разными типами физических устройств

Класс потоков.

В основе системы ввода-вывода лежат две иерархии шаблонных классов:

• первая предназначена для поддержки низкоуровневого ввода-вывода ( в ее основе лежит класс basic_streambuf )

• вторая предназначена для поддержки высокоуровневых операций ввода-вывода, проверки ошибок и анализа информации о статусе потоков ( в основе лежит класс basic_ios )

Иерархия класса потоков bacis_ios.

• ios_base - определяет ряж базовых свойств

\/

basic_ios - высокоуровневый ввод-вывод

\/

basic_istream - поток ввода

\/ \/

\/ basic_ifstream - файловый поток ввода

\/

basic_ostream - поток вывода

\/ \/

\/ basic_ofstream - файловый поток вывода

\/

basic_iostream - поток ввода-вывода

\/

basic_fstream -файловый поток ввода-вывода

Специализация классов потоков.

В стандарте С++ создаются две специализации шаблонных классов:

• char - для поддержки 8-битовых символов ( шаблонные классы streambuf, ios, istream, ostream, iostream )

• wchar_t - для поддержки расширенных символов ( шаблонные классы wstreambuf, wios, wistream, wostream, wiostream )

Класс ios ( wios ) содержит большое число функций-членов и переменных, управляющих операциями над потоками.

Встроенные потоки.

• cin ( win ) - стандартный ввод

• cout ( wout ) - стандартный вывод

• cerr ( werr ) - стандартный вывод ошибок

• clog ( wlog ) - буферизированный вариант потока вывода ошибок cerr ( werr )

Эти потоки открываются при старте программы.

3.02

Форматированный ввод-вывод ( с использованием флагов форматирования ).

Операции форматирования при вводе-выводе позволяют задать визуальное представление объекта .

Способы форматирования:

• путем обращения к членам класса ios

• с использованием манипуляторов

Поток имеет набор флагов формата, которые управляют представлением информации.

Для ios ( реально в ios_base ) объявлена битовая маска fmtflags:

typedef T1 fmtflags;

static const fmtflags boolalpha, dec, fixes, hex, internal, left, oct, right, scientific, showbase, showpoint, showpos, skipws, unitbuf, uppercase, adjustfield, basefield, floatfield;

Описание флагов:

• adjustfield ( left, right, internal ) - выравнивание по левому краю . по правому, по полю вывода

• basefield ( oct, dec, hex ) - флаги основания системы счисления

• boolalpha - флаг разрешения ввода булевых значений

• floatfield ( scientific, fixed ) - формат вывода числа

• showbase - флаг вывода основания системы счисления

• showpos - вывод знака положительных чисел

• showpoint - вывод точки и незначащих нулей

• skipws - игнорирование разделительных симовлов при вводе данных из потока

• uppercase - флаг вывода букв формата в заглавном виде ( 1.0Е5, 0X1F)

• unifbuf - флаг очистки буфера после каждой операции вставки

Установка файлов формата.

Для установки используется функция:

fmtflags setf ( ftmflags флаги );

Особенности:

• возвращает текущее состояние флагов формата ( до установки )

• флаги - перечень существующих флагов для установки ( например ios_base::showpos)

• при установке нескольких флагов используется операцию побитового ИЛИ "|"

• применяется к конкретному потоку ( метод потока )

Сброс флагов формата.

Void unsetf( fmtflags флаги );

Особенности:

• флаги - перечень существующих флагов для сброса, все сотальные сохряняют свое состояние

• при сбросе нескольких флагов используется операция побитового ИЛИ

• применяется к конкретному потоку

Перегруженная форма функции setf ().

fmtflags setf( fmtflags флаги1, fmtflags флаги2);

Особенности:

• возвращает текущее состояние флагов формата ( до операции )

• флаги 1 - перечень флагов для установки ( но будут установлены только такие флаги1, которые перечислены в списке флаги2)

• флаги 2 - список флагов для сброса

Проверка флагов формата.

Для получения текущего состояния флагов формата без их установки- снятия используется функция

fmtflags flags();

Особенности:

применяется к конкретному потоку.

Установка всех флагов формата:

fmtflags flags ( fmtflags f);

Особенности:

• возвращает текущее состояние флагов формата ( до операции )

• f - битовый шаблон флагов формата

Функция width ()

Позволяет изменять ширину поля вывода.

streamsize width ( streamsize w );

Особенности:

• ф-ция возвращает предыдущую ширину

• w - новое значение ширины

• если данные не циликом заполняют поле, то они дополняются символом заполнителем

• если число не вмещается в поле, то выводится без усечения

3.03

Применение манипуляторов формата.

Манипуляторы- специальные функции, которые включаются в операторы ввода-вывода.

Особенности:

• для доступа к манипуляторам необходимо подключить библиотеку < iomanip >

• если манипулятор не имеет аргументо, то скобки после него не ставятся ( фактически выполняется не вызов функции, а передача адреса оператору ввода-вывода)

Стандартные манипуляторы:

• hex, dec, oct

• fixed, scientific

• left, right, internal

• boolalpha, noboolalpha

• showbase, noshowbase

• showpoint, noshowpoint

• skipws, noskipws

• uppercase, nouppercase

• unitbuf, nounitbuf

• setiosflags( fmtflags f ), resetiosflags( fmtflags f )

• setbase ( int base )

• setfill ( char c )

• setprecision ( int p )

• setw ( int w )

• endl

• ends

• flush

• ws

Пример использования стандартных манипуляторов:

#include <iostream>

using namespace std;

3.04

Создание манипуляторов.

Разрешено создание собственных манипуляторов.

Особенности:

• различают манипуляторы ввода и вывода

• обычно создают манипуляторы без параметров

• возможность создания манипулятора с параметрами зависит от компилятора

• позволяют собрать несколько операций ввода-вывода в одном месте

• можно использовать для работы с перифирийными физ. устройствами через потоки ( например передача специальных команд принтеру )

Iostream& manip_name (iostream& stream){

// ...

return stream;

}

Особенности:

• получает ссылку на поток ( при использовании этот аргумент не указывается )

• возвращает ссылку на поток

• создается для выполнения часто используемых операций

ostream& nr( ostream& stream){

stream << " **** " << endl;

return stream;

}

3.05

Перегрузка операторов вводы и вывода из потока.

Особенности:

• оператор << - оператор вставки в поток

• оператор >> - оператор извлечения

• желательно чтобы полученные операторы были универсальными и работали сразными потоками

Перегрузка оператора >>

istream& operator<< ( istream& stream, class_name& obj);

Особенности:

• не может быть членом класса

• stream - ссфлка на поток ввода

• obj - ссылка на объект пользовательского типа

• возвращает ссылку на поток ввода для выполнения цепочек

• для доступа к закрытым членам класса следует определять функцию как дружественную классу ( friend )

3.06

Пергрузка оператора <<

ostream& operator << (ostream& stream, class_name obj);

Особенности:

• не может быть членом класса

• stream - ссылка на поток ввода

• obj - объект пользовательского типа

• возвращает ссылку на поток для выполнения цепочек

• для доступа к закрытым членам класса определять оператор как friend

3.07

Файловая система.

Предназначена для поддержки файлов.

Особенности:

• файловая система - часть общей объекто-ориентированной системы ввода-вывода

• соответствие принципам объектно-ориентированного программирования

• дополнена особенностями поддержки файлов

Файлы.

Файл - физ. устройство с которым осуществляется всязь по обмуну данными.

Работа с файлами ведется с использованием потоков - абстрактное ( логическое ) устройство.

Файловый поток одновременно может быть связан только с одним файлом.

Все потоки в файловой системе одинаковы, а сами файлы мгут отличаться.

Принципы работы с файлом.

Чтобы работать с файлом вначале необходимо свящать его с некоторым потоком.

• сначала задаем экземпляр файлового потока одного из типов ifstream, ofstream, fstream

• для связи уже имеющегося потока и файла необходимо выполнить открытие файла

• по окончанию оапботы с файлом необходимо разорвать связь с потоком, чтобы не осталось зависших данных, для этого используется закрытие файла.

Статус состояния ввыода - вывода.

Поток имеет набор флагов статуса состояния.

Для ios объявлена битовая маска iostate:

typedef T2 iostate;

static const iostate badbit, eofbit, failbit, goodbit;

• goodbit - нормальное состояние ( не битовая маска )

• eofbit - обнаружен конец файла

• failbit - обнаружена исправимая ошибка

• badbit - обнаружена критическая ошибка

Получение информации о статусе ввода-вывода

Первый сопсоб получения информации о статусе связан с функцией:

iostate rdstate();

Особенности:

• Если ошибок не обнаружено, то возвращается значение goodbit;

• При возникновении ошибок требуетсяя анализ битовых флагов ошибок: