Thinking in C++ 2 筆記 2
作者：lester2008-01-11 18:07:12
標簽：
雜談標準C++庫(98版本) -- 預計2008年出的第二版標準，可能會使得下面一些東西發(fā)生變化，比如string的[]也可以拋出異常了。
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二、輸入輸出流
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1. 自定義的 插入符 一般采用友元函數(shù)。
2. 接受用戶格式化輸入的一般模式是：
先把用戶的輸入緩沖到一個地兒，然后掃描并檢查之，確認格式無誤后，再用istream對象對這塊內(nèi)存進行格式化輸入。
不要用老方法直接用cin得到用戶輸入。
(一)格式化函數(shù)：
1. 格式化的操作符：
<<
>> 默認讀到空格，或者不再是該類型為止。
“間隔提取”代碼示例：
std::istream& operator>>(std::istream& is, const char*s) {
if (s ==NULL) return is;
std::stringstr(s);
returnis.ignore(str.length());
}
2. 格式化操作算子：
算子的作用：暫時改變流的狀態(tài)！！，直到你再改為其他的。
有一組函數(shù)操作等于操作算子，但用起來麻煩，我沒看。
(1)#include <iostream>:不帶參數(shù)的操作算子。
例子：cout<< left << ...將流的每次輸出改為左對齊。
cout << hex << ... 按16進制 (oct 八進制，dec 十進制)
(2)#include <iomanip>: 帶參數(shù)的操作算子。
例子：
cout << setw(4) << ...將每次輸出的寬度（稱為域?qū)挘┰O為4，意思是：可以超過4，但不足的話，將以填充字符填滿4個。
cout << setfill(‘0‘) << ... 設置和setw()配套的填充字符。
比如：怎樣輸出09-08-2007? 因為不確定月份和日期是1位還是2位，所以，這里的技巧是：設定域?qū)?，并用填充字符?。?div style="height:15px;">
(二)非格式化函數(shù)：
1. 按行輸入：
應該用到三個中的一個：
(1) std::getline(istream& i, string& s)：這個是首選，原因是讀到s中，就不用關心分配的內(nèi)存不夠的問題。
(2) 成員getline(char*buf, int bufsize, int 行結(jié)尾符=‘\n‘) : 這個參數(shù)意義很明確了，因為讀到buf中，所以會在末尾加0。
以上兩個getline都會讀取并拋棄行結(jié)尾符，所以下一次getline會讀下一行。
(3) 成員get(char *buf,int bufsize, int 行結(jié)尾符=‘\n‘) : 這個參數(shù)和getline一樣，不同的是它不去讀取并拋棄行結(jié)尾符！所以調(diào)用一次之后，無論你調(diào)用多少此get，它都還在第一行的行結(jié)尾符之前。
NOTICE: 和C庫的風格一樣，上面(2)(3)中的bufsize，將限制最大獲取長度為bufsize-1，最后一個字節(jié)總會被置0的??！
2. 讀原始字節(jié)：
應該用到兩個中的一個：
(1) 成員intget(): 這個是重載版本的get，它一個字節(jié)一個字節(jié)讀取，包括換行符號和EOF，等效于c庫的fgetc()
(2) 成員 read(char *buf,int read_howmany_bytes)：等效于c庫的read，好處一樣，就是可以一次讀取多個字節(jié)，而get只有一個。
注意：按行輸出和輸出原始字節(jié)，和上面類似了。
(三)判斷流狀態(tài)：
1. 必須判斷本次流操作是否成功：————直接將流對象用于bool表達式
原理：大部分流的操作，都是返回*this，即流對象本身。而流出現(xiàn)在bool表達式里，則會被自動類型轉(zhuǎn)換為其good()的值。而good()的意義如2所述。
(1)判斷“打開”及“打開模式”是否正常：
ifstream is("sth.txt");
if(!is) cout << "open error!" << endl;
(2)判斷文件尾：
while(myStream.getline(dest, 100)) {
cout<< dest;
}
(3)判斷seek的結(jié)果是否正常：
if(!seek(-5, ios::end)) cout << "seek error!" <<endl;
2.少數(shù)情況下，我們需要詳細了解流的狀態(tài)，那么有四個操作可以入手：
good()：當下面三個狀態(tài)都正常的時候，才為true。
eof()：流到文件尾，設置為false
fail()：eof() || bad()|| 流遇到了非致命性錯誤(如格式化輸入時遇到不合要求的類型，流可以繼續(xù)使用)
bad()：流遇到了致命性錯誤，無法再使用。多半是物理上的。
3. clear()：
NOTICE??！:上訴3個狀態(tài)——eof,fail,bad，一旦設置，會導致很多I/O操作失效?。”热缒銜l(fā)現(xiàn)fstream讀到EOF后，你再試圖去寫，但是無效，這不是因為你忘了用seekp重定位，因為你確實重定位了啊?；蛘吣惆l(fā)現(xiàn)seekp失敗后，再寫怎么不行啊。這時候，你應該先手動清除：myStream.clear()。因此：必須判斷本次I/O操作是否成功(除非你肯定一定成功)，若不成功，一定要調(diào)用clear清除錯誤狀態(tài)，再進行下一步操作。
(四)設置流應拋出的異常：
建議設置：myStream.exceptions(ios::badbit)
這樣在badbit被設置(一般是物理錯誤)時拋出異常。但是ios::failbit,ios::eofbit還是不要拋出異常的好。
(五)寫回文件和關閉文件：
如果你僅僅想將c++緩沖區(qū)的東西輸出到內(nèi)核，那么請用如 fcout <<flush;
如果你不僅僅想這樣做，還想關閉文件，那直接關閉就可以了fcout.close()。（或等著對象到出了作用范圍）
#include <fstream>
ifstream ofstream fstream
(一)如何“打開”多個文件 以及如何“關閉”文件：
如果多個文件是先后打開，那么用一個流對象就可以了。用完一個，myStream.close()，然后再myStream.open("新文件")。
而關閉文件，除非你要打開新文件，否則是不必要顯示的close的，因為stream對象會在析構函數(shù)里面關閉。但是，如果close()函數(shù)可能拋出異常的話(不確定)，那么它其實是提供一個途徑然用戶顯示調(diào)用close來捕獲可能的異常，見effective c++。
(二)打開模式：
1. iso::binary
首先聲明：這個選項是專為windows系統(tǒng)設計的，以下所有效果不存在于linux下，因為linux不區(qū)分二進制和文本文件，統(tǒng)一看成二進制，不做任何處理的給用戶，或是寫入文件。
針對windows的換行為“回車+換行“(\r\n)而設計，效果為：
－ 如果以ios::binary方式打開：就是最自然的處理方式，文件的所有字節(jié)都展現(xiàn)在你面前，包括\r。
－ 如果以默認方式打開(即所謂ASCII模式):
(1)“讀”：所有的\r\n或者\r都被先轉(zhuǎn)換為了\n。你可以用get,read等任何讀的函數(shù)，以及seekg設定游標位置，你會很正常的使用這些函數(shù)在似乎完全沒有\(zhòng)r的世界里翱翔。
(2)“寫”：就不像‘讀’時那么正常了:
a.任何寫的函數(shù)(put,write等)，只要寫出的內(nèi)容包含‘\n‘，則實際上會被自動轉(zhuǎn)換為‘\r\n‘輸出。
b.如果你用seekp設定一個寫出的位置，那將是包含\r情況下的絕對位置。瞧，和(1)多么不一致！這點一定要小心?。。?！
NOTICE: 但不管是以上哪種方式打開，tellg()和tellp()返回的永遠是包含\r情況下的絕對位置。因此你若用默認方式，用get()讀，并用tellg()打印流的當前位置，你會發(fā)現(xiàn)有了一個跳躍。
*** 建議 ***:考慮到移植性，建議用ios::binary，因為linux可能操作windows的文件，windows也可能操作linux的文件。如果你用默認文本方式，則linux和windows打開一個含\r的文件的話，則在linux上和windows上看到的是不一樣的內(nèi)容了，則代碼很可能就不同了。
如果你用的是C庫，請在模式后加個b，表示binary。如：FILE*fp = fopen("rr.txt", "r+b"); 否則C庫也默認是文本方式。
2. ios::trunc
NOTICE?。。寒斒褂胻runc的時候，不要用ios::app或ios::ate，不然會有不可預知的效果。
3. ios::app 和 ios::ate
兩個都是打開文件時把指針定位到文件尾——即：EOF處！，但是不同的是，ios::app只能和ios::out連用(或者當前流是ofstream)，確保永遠只在文件尾添加，不管你用seek到哪兒。但若你用fstream，有讀的能力的話，你用seek可以影響讀的位置。
************** 標志對 fstream, ifstream 和 ofstream 的效果 ****************
4. 對于fstream：所有的標志必須指明，否則效果相反！
NOTICE！！:從輸出切換到輸入，或者從輸入切換到輸出，必須用seekg或seekp重定位指針到你要操作的地兒，要不然操作完全無效。對于fstream來講，并不是有兩個指針，而是同樣只有一個指針，所以seekg和seekp效果一樣，都是對一個指針操作。
(1)要讀或要寫，必須寫明ios::in或ios::out
(2)默認不會截斷的，否則必須指明截斷ios::trunc
(3)默認不會到末尾的，否則必須ios::app或ios::ate
5. 對于ofstream：這個和fstream一樣，啥標志都能用！當它和 ios::in連用時表示不截斷，并把指針定位在文件頭，否則默認是截斷的。
不要妄想那它來輸入，因為ofstream沒有輸入函數(shù)。
6. 對于ifstream：請只選用與兩個標志，in能沾邊的：ios::ate和ios::binary。
你當然可以選其他的，但可能在打開文件時就會得到一個錯誤流，或者在操作時得到錯誤流。
并且不要妄想那它來輸出，因為ifstream沒有輸出函數(shù)。
**************** 打開模式 特別： “一個互斥，一個聯(lián)合”******************
ios::trunc請 和 ios::app/ate 互斥使用
ios::app請一定和ios::out聯(lián)合使用
(三)流定位:
tellg, seekg: seekg(offset, direction), 注意就是ios::end，是代表的EOF，所以(0, ios::end)返回的是EOF。
tellp, seekp: 同上。
(四)高效完成流的復制：
如果你問：”流的復制有啥用??？“，那是因為你沒考慮到文件內(nèi)容在“文件”，“字符串”，和“終端”這三種文件間怎樣能高效轉(zhuǎn)移。
傳統(tǒng)的C做法，只能“一邊提取一邊寫入”，但是C++提供了更方便的做法，來將文件內(nèi)容從一個輸入流導向一個輸出流：
ifstreamin("rr.txt");
ofstreamout("rrw.txt");
out <<in.rdbuf(); //如果out換成cout，那么可以非常方便的往屏幕上打印輸出。
就行了。關鍵是：每個流對象都有其buffer，用rdbuf()可提取，并可作為輸出流的參數(shù)。
注意的是：從rdbuf中能得到的文件內(nèi)容為當前指針位置之后的，而調(diào)用一次rdbuf后，指針便到了末尾。
(五)ungetc()的C++做法：
有時，我們只想看看輸入流的下一個是什么，可以用get()得到后，再putback()（=ungetc()）
或者用peek()，它不從流中提取，只是復制，不影響下一次get()。
(六)字節(jié)序：讀寫“字節(jié)流”時要注意的：
a. 概念：
Little-Endian和Big-Endian，是說系統(tǒng)和與他配套的C/C++，怎樣在內(nèi)存中放置一個內(nèi)置類型；和怎么將一段內(nèi)存看成內(nèi)置類型。
首先明白，對于這樣寫：0x12345678， 左邊都叫做MSB，右邊的都叫做LSB。既然是MSB，就是說，當這樣寫給你看時，左邊的是權值更高的位。
再看看內(nèi)存：一般變量放棧里面，我們看看棧：當有一個buf指針時，在任何當今的機器上，都是這樣放置的：
棧底 （高地址）
----------
buf[3]
buf[2]
buf[1]
buf[0]
----------
棧頂 （低地址）
在上訴兩點的基礎上，看看Little-Endian和Big-Endian
Little-Endian: Intel平臺上的系統(tǒng)一般采用之 —— LSB放低地址
棧底 （高地址）
---------------
buf[3] (0x12) -- 高位
buf[2] (0x34)
buf[1] (0x56)
buf[0] (0x78) -- 低位
---------------
棧頂 （低地址）
Big-Endian: SPARK等平臺上的系統(tǒng)和Java這種“中間件” —— MSB放低地址
棧底 （高地址）
---------------
buf[3] (0x78) -- 低位
buf[2] (0x56)
buf[1] (0x34)
buf[0] (0x12) -- 高位
---------------
棧頂 （低地址）
然后再回頭看看這句話，就明白概念了：
“怎樣在內(nèi)存中放置一個內(nèi)置類型；和怎么將一段內(nèi)存看成內(nèi)置類型。”
再明確指出一點：這種放置相關性，只針對一個類型。而其他的任何只關心字節(jié)的函數(shù)，在任何平臺上，比如從文件讀取字節(jié)，是不會在意這點的————仍然是先讀來的就放低地址?。。。?div style="height:15px;">
舉個例子：比如上面這兩種放置情況，你想把buf寫入文件，你按照[0]-[3]順序?qū)懭?，那么在不同的平臺上得到的文件，文件中從左到右，出現(xiàn)的字節(jié)序是不同的?。。?！然后你再交換兩個平臺的文件，讓他們各自讀入，一定會和原先的整數(shù)字節(jié)序相反了！
b. 應用：
實際中，TCP/IP網(wǎng)絡中為了規(guī)范，統(tǒng)一規(guī)定，凡是傳入網(wǎng)絡的字節(jié)流，一律按照Big-Endian。這樣，一般在PC上的程序，比如，要想寫出一個整數(shù)到待發(fā)送的緩沖區(qū)，就得用下面的來轉(zhuǎn)換一下字節(jié)序：
同樣的，如果你希望一個二進制文件比較通用，也可以規(guī)定，文件中統(tǒng)一采用Big-Endian，這樣同理，PC機要做和上訴一樣的轉(zhuǎn)換。
a.既然，表示一個數(shù)的多個字節(jié)有字節(jié)序，那么對于一個字節(jié)內(nèi)部的8個比特，也有比特序?！?，我們一般從來不考慮這個。而是認為：經(jīng)過網(wǎng)絡傳過來，或者得到一個別的機器上的文件，我們認為：當用任意函數(shù)，取得一個字節(jié)，則字節(jié)內(nèi)部的比特序和原先的機器上看到的相同。
一個字節(jié)是：0xABCDEFGH，則寫到文件中，就是說打開來看，如果也能看到比特流的話，從左到右，仍然是0xABCDEFGH.所以，我寫一個字節(jié)時，都是把先來的bit放最高位，后來的bit次高位，湊滿一個字節(jié)后，寫入文件。而不管從什么機器讀出來，比特序和這個相同：所以，對于這一點，用這個模型吧，會舒服一點：
下面是一個字符串，左邊是str[0]，挨著是str[1]...
|10100011|00110101|.....
b. windows下的文件寫入和讀?。?div style="height:15px;">
