程序设计实习第十八讲输入输出流和文件操作.ppt

1、程序设计实习课程 (C+Programming Practice)程序设计实习第十八讲 输入输出流和文件操作主讲教师：田永鸿http:/ 虚函数和多态o 纯虚函数和抽象类o 多态的实现：虚函数表o 虚函数的访问权限o 构造函数和析构函数中调用虚函数o 虚析构函数北京大学程序设计实习课程3课堂问题(1)1.判断对错并说明理由a)抽象基类中的所有virtual函数都必须声明为纯virtual函数；b)声明某个类为virtual,该类就成为抽象类。c)如果基类声明了一个纯virtual函数，派生类只有实现该函数才能成为具体类。2.下面的定义是否正确，该如何改正？class base string n

2、ame()return basename;virtual void print(ostream&os)osbasename;private:basename;class derived void print()print(ostream&os);os“”mem;private:int meme;class derived:public base void print()base:print(os);os“”mem;private:int meme;同时，基类及派生类也应该定义构造函数和析构函数。base:base(string name):basename(name);base:base();

3、derived:derived(string name,int val):base(name),mem(val);derived:derived();北京大学程序设计实习课程4课堂问题(2)3.下列关于重载函数和虚函数的辨析描述中，理解不正确的是：a)重载函数处理的是同一类层次上的同名函数问题，而虚函数处理的是不同派生层次上的同名函数问题。b)重载函数要求函数有相同的函数名称，不管返回值类型是否相同，但参数序列必须不同，而虚函数则要求函数名、参数序列和返回值类型完全相同。c)重载函数和虚函数都必须是类成员函数，但重载函数一般功能类似，而虚函数一般功能有所不同，甚至基类虚函数的函数体可以为空，具

4、体功能在派生类中添加。d)重载函数在编译时,根据传递参数序列的不同,确定具体调用表现多态性，而虚函数在运行时,根据基类指针或引用所指向对象的不同,确定具体调用表现出多态性。北京大学程序设计实习课程5课堂问题(3)4.请写出运行时输出的结果 class A public:A()virtual void func()cout A:func endl;A()virtual void fund()cout A:fund endl;class B:public A public:B()func();void fun()func();B()fund();class C:public B public:C(

5、)void func()cout C:func endl;C()fund();void fund()cout C:fund endl;main()C c;A:funcC:fundA:fund北京大学程序设计实习课程6内容提要o 输入输出流o 文件操作o 作业北京大学程序设计实习课程7输入输出流o 流的概念模型o C+中与流操作相关的类及其继承关系o 输入输出流对象:cin,cout,cerr,clogo 输出流o 输入流o 无格式输入输出o 流操纵算子o 流格式状态北京大学程序设计实习课程8流的概念模型o 流-可以看作一个无限长的二进制数字序列o 通过读写指针进行流的读和写(以字节为单位)10

6、10111010101110将流上的数据读进变量x1 0 1 0 1 1 1 011100010将y的值写入流yx北京大学程序设计实习课程9流的概念模型o 输出流 n 可以看作一端无限，另一端通过写指针不停地向后写入新内容的单向流，11 00011010写指针北京大学程序设计实习课程10流的概念模型o 输入流 n 可以看作一端无限，另一端通过读指针不停地从流中读取新内容的单向流，读出的内容从流中删去。11 00011010读指针北京大学程序设计实习课程11有格式读写和无格式读写o 有格式读写，以某种数据类型为单位读写n 例如：读一个整数，写一个浮点数等；o 无格式读写，以字节为单位读写，不区分

7、其中的内容n 例如：读20个字节，写50个字节等；北京大学程序设计实习课程12缓冲区刷新o 向输出流中写数据时，通常是先向缓冲区中写，当缓冲区写满时，才真正向输出流写o 也可以通过函数在程序中主动将缓冲区内容写入输出流。北京大学程序设计实习课程13C+中与流操作相关的类及其继承关系iosistreamostreamifstreamiostreamofstreamfstream北京大学程序设计实习课程14标准流对象o 输入流对象n cin 与标准输入设备相连o 输出流对象：n cout 与标准输出设备相连 n cerr 与标准错误输出设备相连，非缓冲输出 n clog 与标准错误输出设备相连，缓

8、冲输出 北京大学程序设计实习课程15输出流o 流插入运算符 cout “Good morning!n”;不刷新缓冲区 cout “Good”;不刷新缓冲区 cout “morning!”;不刷新缓冲区 cout endl;刷新缓冲区 cout flush;刷新缓冲区n cout显示内容的时候会先将欲显示内容存放在缓存区，待刷新的时候才将内容付显，而具有刷新功能的语句为endl或者flush。北京大学程序设计实习课程16输出流o 输出表达式 cout (47+53);/将表达式括起来，/避免优先级冲突。o 连续使用流插入运算符 cout “ha ha”(100+100)endl;相当于 (cou

9、t “ha ha”)(100+100)endl;北京大学程序设计实习课程17输出流o 输出 char*类型的变量 char*string=“test”;cout string;/以strlen()给出的长度计 /输出字符串内容 /test cout static_cast(string);/输出 string的地址 /0 x0042501c -会变的！用法：static_cast (a)将地址a转换成类型T，T和a必须是指针、引用、算术类型或枚举类型。表达式static_cast(a),a的值转换为模板中指定的类型T。在运行时转换过程中，不进行类型检查来确保转换的安全性。北京大学程序设计实习课

10、程18输出流o 用成员函数put输出字符 cout.put(A);o put的连续使用 cout.put(A).put(a);北京大学程序设计实习课程19输入流o 读取运算符 int x,y;cin x;cin y;或者 cin x y;北京大学程序设计实习课程20输入流o 读取运算的返回值o 重载运算符的定义:istream&operator(istream&input,A&a).return input;o 返回的是输入流的引用(引用本身是地址),在读取不成功时,该地址被置成 0.所以可以用如下方法判输入结束:int x;while(cinx)北京大学程序设计实习课程21输入流o 成员函数

11、 o cin.get()读入一个字符(包括空白字符),返回该字符;char*cin.get(char*buffer,int size,char delim=n)或者读size 1 个字符入buffer,或者遇到n;在buffer最后加0,分隔符留在输入流.o char*cin.getline(char*buffer,int size,char delim=n)或者读size 1 个字符入buffer,或者遇到n;在buffer最后加0,分隔符从流去掉.o bool cin.eof()返回输入是否结束标志.北京大学程序设计实习课程22输入流o cin.peek():返回下一个字符,但不从流中去掉

12、.o cin.putback(char ch):将字符ch放回输入流o cin.gcount():返回上次读入的字节数o cin.ignore(int nCount=1,int delim=EOF):从流中删掉最多nCount个字符，遇到EOF时结束。北京大学程序设计实习课程23无格式输入输出o 用read,write 进行指定字节数的输入输出const int SIZE=80;char bufferSIZE;cin.read(buffer,20);/cin.get(buffer,20);cout.write(buffer,cin.gcount();/gcount返回上次读入的字节数cout

13、endl;输入：Using the read,write and gcount member functions 输出：Using the read,write北京大学程序设计实习课程24流操纵算子o 整数流的基数：流操纵算子dec,oct,hex,setbaseo 浮点数的精度（precision,setprecision）o 设置域宽(setw,width)o 用户自定义的流操纵算子北京大学程序设计实习课程25流操纵算子o 整数流的基数：流操纵算子dec,oct,hex int n=10;cout n endl;cout hex n “n”dec n “n”oct n setprecisi

14、on(5);/可以连续输出o 它们的功能相同。北京大学程序设计实习课程27流操纵算子o 流格式操纵算子setioflags nsetiosflags(ios:fixed)用定点方式表示实数nseiosflags(ios:scientific)用指数方式表示实数o setiosflags(ios:fixed)与seiosflags(ios:scientific)都可以和setprecision(n)合用，其效果分别为：控制小数点右边的数字个数，控制指数表示法的小数位数。n在用浮点表示的输出中，setprecision(n)表示有效位数。n在用定点表示的输出中，setprecision(n)表示小

15、数位数。n在用指数形式输出时，setprecision(n)表示小数位数。n小数位数截短显示时，进行4舍5入处理。o 左右对齐输出可用setiosflags(ios:left)和setiosflags(ios:right)实现。o 强制显示小数点和符号可用setiosflags(ios:showpoint)和setiosflags(ios:showpos)实现。北京大学程序设计实习课程28流操纵算子o 浮点数的精度（precision,setprecision）double x=12.3456789，y=12.34;cout setiosflags(ios:fixed)setprecision

16、(6)x endl y endl;o 输出为：12.345679 /小数点后有6位 12.340000北京大学程序设计实习课程29流操纵算子o 浮点数的精度（precision,setprecision）double x=12.3456789，y=12.34;long z=1234567cout setprecision(6)x endl y endl z setw(5);或者 cin.width(5);cout string)90 cout.width(w+);cout string string)cout.width(w+);cout string string;567890 cout s

17、tring string;cout string string;5678 cout string string;cout string endl;（输出具有同样的性质）北京大学程序设计实习课程35流操纵算子o 用户自定义的流操纵算子ostream&tab(ostream&output)return output t;cout “aa”tab “bb”endl;输出：aa bb北京大学程序设计实习课程36流的错误状态o 当流中发生格式错误时，设置failbito 当发生导致数据丢失错误时，设置badbito 如果eofbit、failbit、badbit都没有设置，则设置goodbito 成员函

18、数rdstate返回流的错误状态。o 成员函数clear把一个流的状态恢复为“好”，如：cin.clear(),清除cin，并为流设置goodbit。o eof()：判断流是否到文件尾北京大学程序设计实习课程37流格式状态o 自己阅读 V2版的11.7（V5版的15.7）,学会设置流格式状态北京大学程序设计实习课程38内容提要o 输入输出流o 文件操作o 作业北京大学程序设计实习课程39文件操作o 数据的层次o 文件和流o 建立顺序文件o 文件的读写指针o 有格式读写o 无格式读写北京大学程序设计实习课程40数据的层次o 位 bito 字节 byteo 域/记录 Field/Record例如：

19、学生记录 int ID;char name10;int age;int rank10;o 我们将所有记录顺序地写入一个文件，称为顺序文件。北京大学程序设计实习课程41文件和流o 可以将顺序文件看作一个有限字符构成的顺序字符流，然后象对cin,cout 一样的读写。回顾一下输入输出流类的结构层次：iosistreamostreamifstreamiostreamofstreamfstream北京大学程序设计实习课程42建立顺序文件o#include /包含头文件o ofstream outFile(“clients.dat”,ios:out|ios:binary);/打开文件n ofstream

20、 是 fstream中定义的类n outFile 是我们定义的ofstream类的对象n“clients.dat”是将要建立的文件的文件名n ios:out 是打开并建立文件的选项p ios:out 输出到文件,删除原有内容p ios:app 输出到文件,保留原有内容，总是在尾部添加p ios:ate 输出到文件,保留原有内容，可以在文件任意位置添加 n ios:binary 以二进制文件格式打开文件北京大学程序设计实习课程43建立顺序文件o 也可以先创建ofstream对象，再用 open函数打开 ofstream fout;fout.open(test.out,ios:out|ios:bi

21、nary);o 判断打开是否成功：if（!fout）cerr “File open error!”x y;fout x “y endl;o 说明：n 字符文件的读写本质是将所有类型转为字符串，再将字符串转成各种类型的数据。n 所以写出来的是文本格式的文件，可以在记事本中阅读。n 因为文件流也是流，所以前面讲过的流的成员函数和流操作算子也同样适用于文件流。北京大学程序设计实习课程48二进制文件读写int x=10;fout.seekp(20,ios:beg);fout.write(reinterpret_cast(&x),sizeof(int);fin.seekg(0,ios:beg);fin.

22、read(reinterpret_cast(&x),sizeof(int);o 二进制文件读写，直接写二进制数据，记事本看未必正确。reinterpret_cast(a)任何指针都可以转换成其它类型的指针，T必须是一个指针、引用、算术类型、指向函数的指针或指向一个类成员的指针。表达式reinterpret_cast(a)能够用于诸如能够用于诸如char*到到int*。北京大学程序设计实习课程49显式关闭文件 ifstream fin(“test.dat”,ios:in);fin.close();ofstream fout(“test.dat”,ios:out);fout.close();北京大

23、学程序设计实习课程50获得文件长度ofstream fout(1.txt,ios:out);char a100000;fout.write(reinterpret_cast(a),100000);fout.close();ifstream fin(1.txt,ios:in);fin.read(reinterpret_cast(a),100000);fin.seekg(0,ios:end);long b=fin.tellg();cout b settings-debug-program arguments北京大学程序设计实习课程52命令行参数int main(int argc,char*argv

24、)cout argc endl;for(int i=0;iargc;i+)cout argvi endl;o 第一个参数为命令本身,第二个以后为参数北京大学程序设计实习课程53文件目录操作o dir -列文件及子目录o cd -当前目录转换o mkdir -创建目录o .目录 -当前目录o.目录 -父目录北京大学程序设计实习课程54在程序中得到某个路径下的文件#include HANDLE f1;/句炳WIN32_FIND_DATA fData;/存储文件信息f1=FindFirstFile(e:/teaching/*,&fData);cout fData.cFileName endl;if(

25、fData.dwFileAttributes&FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY)=FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY)cout directiory endl;else cout file endl;北京大学程序设计实习课程55在程序中得到某个路径下的文件while(FindNextFile(f1,&fData)cout fData.cFileName endl;if(fData.dwFileAttributes&FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY)=FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY)cout directiory endl;else

26、 cout file 100 pixel=0 else pixel=2558.创建新文件 9.如果创建失败，释放内存，处理创建失败，退出10.将新数组写进新文件11.释放动态数组12.关闭新文件13.程序结束北京大学程序设计实习课程58内容提要o 输入输出流o 文件操作o 作业北京大学程序设计实习课程59作业o 书上:阅读V2版的11.7（或V5版的15.7）o 完成练习 V2版的11.12（或V5版的15.12）o 几何形体练习3n以几何形体练习2为基础n在基类中加两个虚函数setfromfile(),printtofile()分别用于文件读写，文件统一后缀.geo，在输入文件名时不必输入。

27、向文件输出时注意在每个输出后要输出 或n,否则从文件输入时会出错。从文件输入时，只能屏幕输出，输出结果是按周长大小排序的。而从键盘输入时可以选择是屏幕输出还是文件输出，但都是按面积大小排序的。这点区别请注意。o 文件压缩，题目描述放在作业网页上。可以迟些（1-2周）交这个作业。北京大学程序设计实习课程60强制类型转换运算符o static_cast(a)n 将地址a转换成类型T，T和a必须是指针、引用、算术类型或枚举类型。n 表达式static_cast(a),a的值转换为模板中指定的类型T。在运行时转换过程中，不进行类型检查来确保转换的安全性。class B .;class D:public

28、 B .;void f(B*pb,D*pd)D*pd2=static_cast(pb);/不安全,pb可能只是B的指针 B*pb2=static_cast(pd);/安全的 .北京大学程序设计实习课程61强制类型转换运算符o dynamic_cast(a)n 完成类层次结构中的提升。T必须是一个指针、引用或无类型的指针。a必须是决定一个指针或引用的表达式。n 表达式dynamic_cast(a)将a值转换为类型为T的对象指针。如果类型T不是a的某个基类型，该操作将返回一个空指针。classA.;classB.;voidf()A*pa=newA;B*pb=newB;void*pv=dynamic

29、_cast(pa);/pv现在指向了一个类型为现在指向了一个类型为A的对象的对象 .pv=dynamic_cast(pb);/pv现在指向了一个类型为现在指向了一个类型为B的对象的对象 北京大学程序设计实习课程62强制类型转换运算符o const_cast(a)n 去掉类型中的常量，除了const或不稳定的变址数，T和a必须是相同的类型。n 表达式const_cast(a)被用于从一个类中去除以下这些属性：const,volatile,和 _unaligned。classA.;voidf()constA*pa=newA;/const对象 A*pb;/非const对象 /pb=pa;/这里将出错

30、，不能将const对象指针赋值给非const对象 pb=const_cast(pa);/现在OK了 .北京大学程序设计实习课程63强制类型转换运算符o reinterpret_cast(a)n 任何指针都可以转换成其它类型的指针，T必须是一个指针、引用、算术类型、指向函数的指针或指向一个类成员的指针。n 表达式reinterpret_cast(a)能够用于诸如char*到 int*，或者One_class*到 Unrelated_class*等类似这样的转换，因此可能是不安全的。classA.;classB.;voidf()A*pa=newA;void*pv=reinterpret_cast(

31、pa);/pv现在指向了一个类型为B的对象，这可能是不安全的.北京大学程序设计实习课程64static_cast和reinterpret_cast区别 o假设你想把一个int转换成double，以便让包含int类型变量的表达式产生出浮点数值的结果。如用C风格的类型转换，你能这样写：n int firstNumber,secondNumber;double result =(double)firstNumber)/secondNumber;n如果用上述新的类型转换方法，你应该这样写：double result =static_cast(firstNumber)/secondNumber;这样的类型转换不论是对人工还是对程序都很容易识别。oreinterpret_casts的最普通的用途就是在函数指针类型之间进行转换。其的转换结果几乎都是执行期定义（implementation-defined）。因此，使用reinterpret_casts的代码很难移植。ntypedef void (*FuncPtr)();FuncPtr funcPtrArray10;funcPtrArray0 =&doSomething;/错误！类型不匹配 funcPtrArray0 =reinterpret_cast(&doSomething);