Стандартные функции работы со троками

Цель и порядок работы

Цель работы – ознакомиться с возможностями ввода-вывода языка C++, освоить основные операции работы со строками и файлами.

Порядок выполнения работы:

- ознакомиться с описанием лабораторной работы;

- получить задание у преподавателя, согласно своему варианту;

- написать программу и отладить ее на ЭВМ;

- оформить отчет.

Краткая теория

В библиотеке C++ имеется набор классов для управления вводом-выводом. В отличие от функций буферизованного ввода-вывода библиотек C (таких, как printf и scanf, не выполняющих никаких проверок на соответствие аргументов форматной строке) классы потоков C++ безопасны в отношении типа. Ввод-вывод использует механизм перегрузки операций, гарантирующий вызов нужной функции-операции для указанного типа данных. Это главное преимущество потоков языка C++.

2.1 Строки в C++

Ввод-вывод строк

В C++ есть два вида строк С-строки и класс string стандартной библиотеки C++.

C-строка представляет собой массив символов, завершающийся символом с кодом 0. Класс string более безопасен в использовании, чем C-строки, но и более ресурсоемок. Для грамотного использования этого класса требуется знание объектно-ориентированного программирования. Кроме этого существуют более функциональные и удобные в использовании классы библиотеки .net, которые будут рассмотрены позже, поэтому ограничимся рассмотрением C-строк.

Память под строки, как и под другие массивы, может выделяться как компилятором, так и непосредственно в программе. Длина динамической строки может задаваться выражением, длина нединамической строки должна быть только константным выражением. Чаще всего длина строки задается частным случаем константного выражения – константой. Удобно задавать длину с помощью именованной константы, поскольку такой вариант, во-первых, лучше читается, а во-вторых, при возможном изменении длины строки потребуется изменить программу только в одном месте:

const int len_str = 100;

char msg[len_str];

При задании длины необходимо учитывать завершающий нуль-символ. Например, в строке, приведенной выше, можно хранить не 100 символов, а только 99. Строки можно при описании инициализировать строковыми константами, при этом нуль-символ в позиции, следующей за последним заданным символом, формируется автоматически:

const int len_str = 100;

char msg[len_str] = "Новая строка";

Если строка при определении инициализируется, ее размерность можно опускать (компилятор сам выделит память, достаточную для размещения всех символов строки и завершающего нуля):

char msg[ ] = "Новая строка"; //13 символов

Для размещения строки в динамической памяти надо описать указатель на char, а затем выделить память с помощью new или mallос (первый способ предпочтительнее).

char *p = new char[len_str];

Естественно, что в этом случае длина строки может быть переменной и задаваться на этапе выполнения программы. Динамические строки, как и другие динамические массивы, нельзя инициализировать при создании.

Для ввода-вывода строк используются как уже известные нам объекты cin и cout, так и функции, унаследованные из библиотеки С.

Рассмотрим сначала первый способ:

#include "stdafx.h"

#include <iostream>

using namespace std;

int main()

{

const int n = 80;

char s[n];

cin >> s;

cout << s << endl;

return 0;

}

Строки вводится точно так же, как и переменные других типов.

При вводе строки из нескольких слов, программа выведет только первое слово. Это связано с тем, что ввод выполняется до первого пробельного символа (то есть пробела, знака табуляции или символа перевода строки '\n')

Если требуется ввести строку, состоящую из нескольких слов, в одну строковую переменную, используются методы getline или get класса istream, объектом которого является cin.

#include "stdafx.h"

#include <iostream>

using namespace std;

int main()

{

const int n = 80;

char s[n];

cin.getline(s, n);

cout << s << endl;

return 0;

}

Метод getline считывает из входного потока n - 1 символов или менее (если символ перевода строки встретится раньше) и записывает их в строковую переменную s, Символ перевода строки также считывается (удаляется) из входного потока, но не записывается в переменную, вместо него размещается завершающий '\0'. Если в строке исходных данных более n - 1 символов, следующий ввод будет выполняться из той же строки, начиная с первого несчитанного символа. Метод get работает аналогично, но оставляет в потоке символ перевода строки. В строковую переменную добавляется завершающий ноль.

Если в программе требуется ввести несколько строк, метод getl1nе удобно использовать в заголовке цикла, например:

#include "stdafx.h"

#include <iostream>

using namespace std;

int main()

{

const int n = 80;

char s[n];

while (cin.getline(s, n))

{

cout << s << endl;

};

return 0;

}

Рассмотрим теперь способы ввода-вывода строк, перекочевавшие в С++ из языка С. Во-первых, можно использовать для ввода строки известную нам функцию scanf, а для вывода – printf, задав спецификацию формата %s.

Ввод будет выполняться так же, как и для классов ввода-вывода – до первого пробельного символа. Чтобы ввести строку, состоящую из нескольких слов, используется спецификация %c (символы) с указанием максимального количества вводимых символов, например:

scanf("%10c", s);

Количество символов может быть только целой константой. При выводе можно задать перед спецификацией %s количество позиций, отводимых под строку:

printf("%10s", s);

Строка при этом выравнивается по правому краю отведенного поля. Если заданное количество позиций недостаточно для размещения строки, оно игнорируется, и строка выводится целиком.

Библиотека содержит также функции, специально предназначенные для ввода-вывода строк: gets и puts.

Функция gets(s) читает символы с клавиатуры до появления символа новой строки и помещает их в строку s (сам символ новой строки в строку не включается, вместо него в строку заносится нуль-символ).

Функция puts(s) выводит строку s на стандартное устройство вывода, заменяя завершающий 0 символом новой строки. Возвращает неотрицательное значение при успехе или EOF при ошибке.

Функциями семейства printf удобнее пользоваться в том случае, если в одном операторе требуется ввести или вывести данные различных типов. Если же работа выполняется только со строками, проще применять специальные функции для ввода-вывода строк gets и puts.

Операции со строками

Для строк не определена операция присваивания, поскольку строка является не основным типом данных, а массивом. Присваивание выполняется с помощью функций стандартной библиотеки или посимвольно «вручную» (что менее предпочтительно, так как чревато ошибками). Например, чтобы присвоить строке p строку a, можно воспользоваться функциями strcpy или strncpy, а для определения длинны строки – strlen.

#include "stdafx.h"

#include <iostream>

#include <string.h>

using namespace std;

int main()

{

char a[100] = "Working with a strings";

size_t m = strlen(a) + 1; //добавим 1 для учета нуль-символа

char *p = new char [m];

strcpy(p, a);

strncpy(p, a, strlen(a) + 1);

return 0;

}

Замечание. Использование функций strcpy и strncpy может быть небезопасным, так как они не проверяют размер буфера-приемника, что может привести к выходу за границы и затиранию чужих областей памяти. Выход за границы строки и отсутствие нуль-символа являются распространенными причинами ошибок в программах обработки строк. Для решения этой проблемы можно использовать безопасные версии функций: strcpy_s и strncpy_s, и избавить себя от собственноручного отслеживания размеров строки. При запуске программы компилятор выдает соответствующее предупреждение, которое можно проигнорировать в данном случае.

Для использования этих функций к программе следует подключить заголовочный файл <string.h>.

Функция strcpy(dst, src) копирует все символы строки, указанной вторым параметром (src), включая завершающий 0, в строку, указанную первым параметром (dst). Функция strncpy(dst, src, n) выполняет то же самое, но не более n символов, то есть числа символов, указанного третьим параметром. Если нуль-символ в исходной строке встретится раньше, копирование прекращается, а оставшиеся до n символы строки dst заполняются нуль-символами. В противном случае (если n меньше или равно длине строки src) завершающий нуль-символ в dst не добавляется.

Обе эти функции возвращают указатель на результирующую строку. Если области памяти, занимаемые строкой-назначением и строкой-источником, перекрываются, поведение программы не определено.

Функция strlen(src) возвращает фактическую длину строки а, не включая нуль-символ.

Программист должен сам заботиться о том, чтобы в строке-приемнике хватило места для строки-источника (в данном случае при выделении памяти значение переменной m должно быть больше или равно 100), и о том, чтобы строка всегда имела завершающий нуль-символ.

Для преобразования строки в целое число используется функция atoi(str). Функция преобразует строку, содержащую символьное представление целого числа, в соответствующее целое число. Признаком конца числа служит первый символ, который не может быть интерпретирован как принадлежащий числу. Если преобразование не удалось, возвращает 0.

Аналогичные функции преобразования строки в длинное целое число (long) и в вещественное число с двойной точностью (double) называются atol и atof соответственно.

//Пример применения функций преобразования

#include "stdafx.h"

#include <iostream>

#include <string.h>

using namespace std;

int main()

{

char a[] = "15) Кол-во - 249 шт. Цена - 499.99 руб.";

int num;

long quantity;

double price;

num = atoi(a);

quantity = atol(&a[12]);//12 - смещение начала кол-ва

price = atof(&a[27]); //27 - смещение начала цены

cout << num << ' ' << quantity << ' ' << price;

return 0;

}

Замечание. При переводе вещественных чисел разделитель целой и дробной части зависит от настроек локализации. По умолчанию используется символ точка. При изменении локализации (функция setlocale(LC_ALL, "Russian")), разделитель меняется на принятый в России, т.е. символ запятая.

Библиотека предоставляет также различные функции для, сравнения строк и подстрок, объединения строк, поиска в строке символа и подстроки и выделения из строки лексем.

Работа с символами

Для хранения отдельных символов используются переменные типа char. Их ввод-вывод также может выполняться как с помощью классов ввода-вывода, так и с помощью функций библиотеки.

При использовании классов ввод-вывод осуществляется как с помощью операций помещения в поток и извлечения из потока, так и методов get() и get(char).

Вводимые символы могут разделяться или не разделяться пробельными символами, поэтому таким способом ввести символ пробела нельзя. Для ввода любого символа, включая пробельные, можно воспользоваться методами get() и get(char).

Метод get() возвращает код извлеченного из потока символа или EOF, а метод get(c) записывает извлеченный символ в переменную, переданную ему в качестве аргумента, а возвращает ссылку на поток.

В заголовочном файле <stdiо.h> определена функция getchar() для ввода символа со стандартного ввода, а также putchar() для вывода.

Рассмотрим пример использования функций работы с символами.

//Пример применения функций работы со строками

#include "stdafx.h"

#include <iostream>

#include <stdio.h>

using namespace std;

int main()

{

setlocale(LC_ALL, "Russian");

char a, b, c, d, e;

cin >> a >> b;

cout << a << ' ' << b << endl;

c = cin.get();

cin.get(d);

cout << c << ' ' << d << endl;

e = getchar();

putchar(e);

return 0;

}

В библиотеке также определен целый ряд функций, проверяющих принадлежность символа какому-либо множеству, например множеству букв (isalfa), разделителей (isspace), знаков пунктуации (ispunct), цифр (isdigit) и т. д. Описание этих функций приведено ниже.

Стандартные функции работы со троками

2.1.4.1 <string.h> (<cstring>) – функции работы со строками в стиле C

void *memchr(const void *p, int ch, size_t n);

Ищет первое вхождение символа в блок памяти.

Функция возвращает указатель на первое вхождение байта, представленного младшим байтом аргумента ch в блоке памяти p длиной n.

int memcmp(const void *p1, const void *p2, size_t n);

Сравнивает блоки памяти

Функция сравнивает два блока памяти и возвращает значение: меньше нуля, равное нулю или больше нуля – аналогично кодам возврата функции strcmp.

void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n);

Копирует блок памяти

Функция копирует блок памяти длиной n байт из адреса src по адресу dest.

void *memmove(void *dest, const void *src, size_t n);

Переносит блок памяти

Функция аналогична memcpy, но блоки dest и src могут перекрываться.

void *memset(const void *р, int ch, size_t n);

Заполняет блок памяти символом

Функция заполняет блок памяти символом, взятым из младшего байта ch.

char *strcat(char *s1, char *s2);

Складывает строки

Функция добавляет s2 к s1 и возвращает s1. В конец результирующей строки добавляется нуль-символ.

char *strchr(char *s, int ch);

Ищет символ в строке

Функция возвращает указатель на первое вхождение символа ch в строку s, если его нет, то возвращается NULL.

int strcmp(char *s1, char *s2);

Сравнивает строки

Функция сравнивает строки и возвращает отрицательное (если s1 меньше s2), нулевое (если s1 равно s2) или положительное (если s1 больше s2) значение.

char *strcoll(char *s1, char *s2);

Сравнивает строки с учетом установленной локализации

Функция сравнивает строки аналогично strcmp, но учитывает установки локализации.

char *strcpy(char *s1, char *s2);

Копирует одну строку в другую

Функция копирует s2 в s1 и возвращает s1.

size_t strcspn(char *s1, char *s2);

Ищет один из символов одной строки в другой

Функция возвращает значение индекса любого из символов из s2 в строке s1.

char *strerror(size_t n);

Возвращает указатель на строку с описанием ошибки

Функция возвращает указатель на строку с описанием ошибки номер n.

struct tm strftime(char *s, size_t size, fmt, const struct tm *ctm);

Преобразует время в формате fmt в формат tm

Функция возвращает отформатированную строку с датой и временем на основе формата fmt. Значение функции имеет тип time_t, соответствующий типу tm.

size_t strlen(char *s);

Возвращает длину строки

Функция возвращает длину строки (без учета символа завершения строки).

char *strncat(char *s1, char *s2, size_t n);

Складывает одну строку с n символами другой

Функция добавляет не более п символов из s2 к s1 и возвращает s1. Первый символ s2 пишется на место завершающего нуль-символа строки s1. Если длина строки s2 меньше n, переписываются все символы s2. К строке s1 добавляется нуль-символ. Если строки перекрываются, поведение не определено.

int strncmp(char *s1, char *s2, size_t n);

Сравнивает одну строку с n символами другой

Функция сравнивает первую строку и первые n символов второй строки и возвращает отрицательное (если s1меньше s2), нулевое (если s1 равно s2) или положительное (если s1 больше s2) значение.

char *strncpy(char *s1, char *s2, size_t n);

Копирует первые n символов одной строки в другую

Функция копирует не более n символов из s2 в s1 и возвращает s1. Если длина исходной строки превышает или равна n, нуль-символ в конец строки s1 не добавляется. В противном случае строка дополняется нуль-символами до n-го символа. Если строки перекрываются, поведение не определено.

char *strpbrk(char *s1, char *s2);

Ищет один из символов одной строки в другой

Функция возвращает указатель на символ, являющийся первым вхождением любого из символов из s2 в строку s1, если его нет, возвращается NULL.

char *strrchr(char *s,int ch);

Ищет символ в строке

Функция возвращает указатель на первое вхождение символа ch в строку s справа, если его нет, возвращает NULL.

size_t strspn(char *s1, char *s2);

Ищет символ одной строки, отсутствующий в другой

Функция возвращает индекс первого символа в s1, отсутствующего в s2.

char *strstr(char *s1, char *s2);

Ищет подстроку в строке

Функция выполняет поиск первого вхождения подстроки s2 в строку s1. В случае удачного поиска, возвращает указатель на элемент из s1, с которого начинается s2, и NULL в противном случае.

double strtod(const char *str, char **end);

Преобразует строку в число

Функция преобразует строку символов в числовое значение и возвращает его. При переполнении возвращает +/-HUGE_VAL При невозможности выполнить преобразование или исчезновении порядка возвращает 0. В обоих последних случаях errno устанавливается в ERANGE. end указывает на символ, на котором преобразование завершается.

char *strtok(char *s1, char *s2);

Выделяет из строки лексемы

Функция возвращает следующую лексему из s1, отделенную любым из символов из набора s2.

double strtol(const char *str, char **end, int radix);

Преобразует строку в число с учетом системы счисления

Функция преобразует строку символов в числовое значение с учетом указанной системы счисления radix и возвращает полученное число. Функция пропускает возможные начальные пробелы и заканчивает преобразование на первом символе, который не может появиться в образе числа. Параметр end является адресом указателя типа char*; этот указатель будет содержать адрес первого непреобразованного символа. При переполнении возвращает LONG_МАХ или LONG_MIN. При невозможности выполнить преобразование возвращает 0. В обоих последних случаях errno устанавливается в ERANGE.

double strtoul(const char *str, char **end, int radix);

Преобразует строку в число с учетом системы счисления

Функция работает аналогично strtol, но работает с беззнаковым длинным целым. При переполнении возвращает ULONG_MAX.

size_t strxfrm(char *s1, char *s2, size_t n);

Преобразует строки на основе текущей локализации

Функция преобразует строку из s2 и помещение ее в s1 на основе текущей локализации. Преобразуется не более n символов.

2.1.4.2 <stdio.h> (<cstdio>) – функции ввода-вывода в стиле C

int snprintf(wchar_t *buffer, const wchar_t *format[, argument, …]);

Выводит строку параметров в определенном формате

Функция выводит в строку buffer значения переменных, перечисленных в списке, обозначенном многоточием, в формате, определенном строкой format. Является аналогом функции sprintf для многобайтных символов.

int swscanf(const wchar_t *buf, const wchar_t *format, ...);

Вводит данные из строки

Функция аналогично функции scanf вводит данные, но не с клавиатуры, а из строки символов, переданной ей первым параметром. Аргумент buf – строка символов, из которой вводятся значения, format – строка формата, в соответствии с которой происходит преобразование данных, а многоточие указывает на наличие необязательных аргументов, соответствующих адресам вводимых значений. Является аналогом функции sscanf для многобайтных символов.

int sprintf(char *buffer, const char *format[,argument, …]);

Выводит строку параметров в определенном формате

Функция выводит в строку buffer значения переменных, перечисленных в списке, обозначенном многоточием, в формате, определенном строкой format.

int sscanf(const char *buf, const char *format [,par1, par2, … ]);

Вводит данные из строки

Функция аналогично функции scanf вводит данные, но не с клавиатуры, а из строки символов, переданной ей первым параметром. Аргумент buf – строка символов, из которой вводятся значения, format – строка формата, в соответствии с которой происходит преобразование данных, а многоточие указывает на наличие необязательных аргументов, соответствующих адресам вводимых значений.

2.1.4.3<ctype.h> (<cctype>) – функции классификации и преобразования типов

int tolower(int ch);

Возвращает символ в нижнем регистре

Функция получает параметр ch и возвращает его в нижнем регистре. В параметре ch используется только младший байт.

int toupper(int ch);

Возвращает символ в верхнем регистре

Функция получает параметр ch и возвращает его в верхнем регистре. В параметре ch используется только младший байт.

int towlower(wint_t ch);

Возвращает символ в нижнем регистре

Функция получает символ ch и возвращает его в нижнем регистре. Является аналогом функции tolower для многобайтных символов.

int towupper(wint_t ch);

Возвращает символ в верхнем регистре

Функция получает символ ch и возвращает его в верхнем регистре. Является аналогом функции toupper для многобайтных символов.

int isalnum(int ch);

Проверяет, является ли символ буквой или цифрой

Функция выделяет младший байт параметра ch и возвращает значение true, если символ ch является буквой или цифрой, или false в противном случае.

int isalpha(int ch);

Проверяет, является ли символ буквой

Функция выделяет младший байт параметра ch и возвращает значение true, если символ ch является буквой, или false в противном случае.

int iscntrl(int ch);

Проверяет, является ли символ управляющим

Функция выделяет младший байт параметра ch и возвращает значение true, если символ ch является управляющим символом (типа line feed, del, табуляции и тому подобных, большинство из которых находятся в диапазоне 0x01 – 0х1F (для кодировки ASCII)), или false в противном случае.

int isdigit(int ch);

Проверяет, является ли символ цифрой

Функция выделяет младший байт параметра ch и возвращает значение true, если символ ch является цифрой, или false в противном случае.

int isgraph(int ch);

Проверяет, является ли символ видимым

Функция выделяет младший байт параметра ch и возвращает значение true, если символ ch является видимым (то есть он не является символом пробела, табуляции и т. д.) или false в противном случае.

int islower(int ch);

Проверяет, является ли символ буквой нижнего регистра

Функция выделяет младший байт параметра ch и возвращает значение true, если символ ch является буквой нижнего регистра, или false в противном случае.

int isprint(int ch);

Проверяет, является ли символ печатаемым

Функция выделяет младший байт параметра ch и возвращает значение true, если символ ch является печатаемым (isgraph + пробел), или false в противном случае.

int ispunct(int ch);

Проверяет, является ли символ символом пунктуации

Функция выделяет младший байт параметра ch и возвращает значение true, если символ ch является символом пунктуации (то есть печатаемым, но не буквой, не цифрой, не пробелом), или false в противном случае.

int isspace(int ch);

Проверяет, является ли символ разграничительным

Функция выделяет младщий байт параметра ch и возвращает значение true, если символ ch является символом пробела или табуляцией, или символом новой строки, или символом новый страницы (символом перевода формата), или false в противном случае.

int isupper(int ch);

Проверяет, является ли символ буквой верхнего регистра

Функция выделяет младший байт параметра ch и возвращает значение true, если символ ch является буквой верхнего регистра, или false в противном случае.

int iswalnum(wint_t сh);

Проверяет, является ли символ буквой или цифрой

Функция возвращает значение true, если символ ch является буквой или цифрой, или false в противном случае. Является аналогом функции isalnum для многобайтных символов.

int iswalpha(wint_t ch);

Проверяет, является ли символ буквой

Функция возвращает значение true, если символ ch является буквой, или false в противном случае. Является аналогом функции isalpha для многобайтных символов.

int iswcntrl(wint_t сh);

Проверяет, является ли символ управляющим

Функция возвращает значение true, если символ ch является управляющим символом (типа line feed, del, табуляции и тому подобных, большинство из которыхнаходятся в диапазоне 0х01 — 0x1F (для кодировки ASCII)), или false в противном случае. Является аналогом функции iscntrl для многобайтных символов.

int iswctype(wint_t с, wctype_t desc);

Проверяет многобайтный символ

Функция возвращает ненулевое значение, если символ c обладает свойством desc, или нулевое в противном случае.

int iswdigit(wint_t сh);

Проверяет, является ли символ цифрой

Функция возвращает значение true, если символ ch является цифрой, или false в противном случае. Является аналогом функции isdigit для многобайтных символов.

int iswgraph(wint_t сh);

Проверяет, является ли символ видимым

Функция возвращает значение true, если символ ch является видимым (то есть он не является символом пробела, табуляции и т. д.) или false в противном случае. Является аналогом функции isgraph для многобайтных символов.

int iswlower(wint_t сh);

Проверяет, является ли символ буквой нижнего регистра

Функция возвращает значение true, если символ ch является буквой нижнего регистра, или false в противном случае. Является аналогом функции islower для многобайтных символов.

int iswprint(wint_t сh);

Проверяет, является ли символ печатаемым

Функция возвращает значение true, если символ ch является печатаемым (iswgraph + пробел), или false в противном случае. Является аналогом функции isprint для многобайтных символов.

int iswpunct(wint_t сh):

Проверяет, является ли символ символом пунктуации

Функция возвращает значение true, если символ ch является символом пунктуации (то есть печатаемым, но не буквой, не цифрой, не пробелом), или false в противном случае. Является аналогом функции ispunct для многобайтных символов.

int iswspace(wint_t сh);

Проверяет, является ли символ разграничительным

Функция возвращает значение true, если символ ch является символом пробела или табуляцией, или символом новой строки, или символом новой страницы (символом перевода формата), или false в противном случае. Является аналогом функции issрасе для многобайтных символов.

int iswupper(wint_t сh);

Проверяет, является ли символ буквой верхнего регистра

Функция возвращает значение true, если символ ch является буквой верхнего регистра, или false в противном случае. Является аналогом функции isupper для многобайтных символов.

int iswxdigit(wint_t ch);

Проверяет, является ли символ символом

Функция возвращает значение true, если символ ch является символом шестнадцатеричной цифры (цифры, а также буквы от А до F в нижнем или верхнем регистрах), или false в противном случае. Является аналогом функции isxdigit для многобайтных символов.

int isxdigit(int сh);

Проверяет, является ли символ символом шестнадцатеричной цифры

Функция выделяет младший байт параметра ch и возвращает значение true, если символ ch является символом шестнадцатеричной цифры (цифры, а также буквы от A до F в нижнем или верхнем регистрах), или false в противном случае.

Потоки ввода-вывода

В C++ существует несколько классов потоков:

- Класс streambuf управляет буфером потока, обеспечивая базовые операции заполнения, опорожнения, сброса и прочих манипуляций с буфером.

- Класс ios является базовым классом потоков ввода-вывода.

- Классы istream и ostream – производные от ios и обеспечивают работу потоков соответственно ввода и вывода.

- Класс iostream является производным от двух предыдущих и предусматривает функции, как для ввода, так и для вывода.

- Классы ifstream, ofstream и fstream предназначены для управления файловым вводом-выводом.

- Классы istrstream и ostrstream управляют резидентными потоками (форматированием строк в памяти).

Для работы с потоками необходимо подключить заголовочный файл <iostream>. Кроме того, может потребоваться подключить файлы <fstream> (файловый ввод-вывод), <iomanip> (параметризованные манипуляторы) и <strstream> (форматирование в памяти).

Библиотека ввода-вывода C++ предусматривает четыре предопределенных объекта-потока, связанных со стандартными входным и выходным устройствами.

Таблица 11.1 Предопределенные объекты-потоки C++

Основными классами ввода-вывода C++ являются istream и ostream. Первый из них перегружает операцию правого сдвига (>>), которая служит в нем для ввода данных и называется операцией извлечения из потока. Класс ostream перегружает соответственно операцию левого сдвига (<<); она применяется для вывода и называется операцией передачи в поток.

Библиотека ввода-вывода предусматривает три способа форматирования: посредством вызова форматирующих функций-элементов, с помощью манипуляторов или путем установки или сброса флагов потока.

Подробней форматирование ввода-вывода рассмотрено в лабораторной работе №2.

Состояние объекта класса ios (и производных от него) содержится в его закрытом элементе _state в виде набора битов (Таблица 11.2).

Таблица 11.2 биты состояния потока

Для опроса или изменения состояния потока в классе ios имеется ряд функций и операций.

- int rdstate(); Возвращает текущее состояние.

- bool eof(); Возвращает true, если установлен eofbit.

- bool good(); Возвращает true, если не установлен ни один из битов ошибки.

- bool fail(); Возвращает true, если установлен failbit или badbit.

- bool bad(); Возвращает true, если установлен badbit.

- void clear(int = 0); Сбрасывает биты ошибки (по умолчанию) или устанавливает состояние потока в соответствии с аргументом.

- void setstate(int); Устанавливает состояние битов ошибки с соответствии с аргументом.

- operator void *(); Возвращает нулевой указатель, если установлен какой-либо из битов ошибки.

- bool operator !(); Возвращает true, если установлен какой-либо из битов ошибки.

Файловые потоки

Файловые потоки библиотеки ввода-вывода реализуют объектно-ориентированную методику работы с дисковыми файлами. Имеется три класса таких потоков:

- ifstream специализирован для ввода из дисковых файлов.

- ofstream специализирован для записи дисковых файлов.

- fstream управляет как вводом, так и записью на диск.

Эти классы выводятся соответственно из istream, ostream и iostream. Таким образом, они наследуют все их функциональные возможности (перегруженные операции ”<<” и ”>>” для встроенных типов, флаги форматирования и состояния, манипуляторы и т.д.).

Чтобы работать с файловым потоком, нужен, во-первых, объект потока, а во-вторых, открытый файл, связанный с этим объектом.

Каждый из трех классов файловых потоков имеет четыре конструктора.

- Конструктор, создающий объект без открытия файла:

- ifstream();

- ofstream();

- fstream();

- Конструктор, создающий объект, открывающий указанный файл и закрепляющий этот файл за потоком. Аргументами являются имя файла, режим открытия и режим защиты (в Windows не используется);

- ifstream(const char *name, int mode=ios::in, long prot=0666);

- ofstream(const char *name, int mode=ios::out, long prot=0666);

- fstream(const char *name, int mode, long prot = 0666);

- Конструктор, создающий объект и связывающий с ним уже открытый файл. В качестве аргумента передается дескриптор файла:

- ifstream(int file);

- ofstream(int file);

- fstream(int file);

- Конструктор, создающий объект и связывающий с ним уже открытый файл; объект ассоциируется указанным буфером:

- ifstream(int file, char *buf, int len);

- ofstream(int file, char *buf, int len);

- fstream(int file, char *buf, int len);

При использовании конструктора, создающего объект без открытия файла, необходимо дополнительно вызвать метод open(), который позволяет открыть файл с удобным для нас вариантом задания параметров.

Режимы открытия файла

Параметр mode, который имеет вторая форма конструктора, задает режим открытия файла. Для значений параметра класс ios определяет символические константы, перечисленные в таблице 11.3.

Таблица 11.3. Константы класса ios для режимов открытия файла

Константы можно комбинировать с помощью поразрядного OR. Для конструкторов классов ifstream и ofstream параметр mode имеет значения по умолчанию – соответственно ios::in и ios::out.

Закрытие файла

В классах файловых потоков имеется функция close(), которая сбрасывает содержимое потока и закрывает ассоциированный с ним файл.

Кроме того, деструктор потока автоматически закрывает файл при уничтожении объекта потока.

При ошибке закрытия файла устанавливается флаг failbit.

12
• 3
• Далее ⇒