Język C++ Operacje we/wy Łukasz Sztangret Katedra Informatyki Stosowanej i Modelowania Prezentacja przygotowana w oparciu o materiały Danuty Szeligi i Pawła Jerzego Matuszyka

Strumień i flaga Strumień – wprowadzanie i wyprowadzanie danych można potraktować jako strumień bajtów płynący od źródła do ujścia. Flaga – przechowuje informacje typu tak/nie.

Strumienie Wyprowadzanie i wprowadzanie informacji ze standardowych urządzeń we/wy (klawiatura/ekran) Biblioteka iostream Wyprowadzanie i wprowadzanie informacji z plików Biblioteka fstream Wyprowadzanie i wprowadzanie informacji z obiektów klasy string Biblioteka sstream

Operacje we/wy Przepływ informacji może odbywać się na dwa sposoby: Operacje we/wy bitowe Polega na tym, że określone bajty przesyłane są od źródła do ujścia, a strumień nie interesuje się znaczeniem tych bajtów. Stosujemy, gdy program ma komunikować się nie z człowiekiem, ale z innym programem albo urządzeniem.

Operacje we/wy Operacje we/wy tekstowe Polega na tym, że określone bajty przesyłane są od źródła do ujścia oraz ma jeszcze je interpretować (formatować). Stosujemy, gdy program ma komunikować się z człowiekiem. Wszystkie operacje we/wy wykonywane do tej pory były typu tekstowego.

Posługiwanie się strumieniem Definiujemy w pamięci obiekt sterowania strumieniem. Wskazujemy jakim urządzeniem ma się zajmować. Przeprowadzamy wczytania (wypisania) informacji. Likwidujemy strumień.

Strumienie zdefiniowane standardowo cout – standardowe urządzenie wyjścia cin – standardowe urządzenie wejścia cerr – standardowe urządzenie wyjścia, na które wypisujemy komunikaty o błędach (strumień niebuforowany) clog – standardowe urządzenie wyjścia, na które wypisujemy komunikaty o błędach (strumień buforowany) wcout wcin wcerr wclog

Operatory przesunięcia bitowego Operatory << oraz >> zostały przeładowane w ten sposób, że odpowiadają za wstawianie i wyjmowanie ze strumienia. int a; cin>>a; cout<<a; bool a = true, b = false; cout << a && b; cout << (a && b); cout << a && b; jest równoznaczne ((cout << a) && b); cout << (a && b); jest równoznaczne (cout << (a && b)); 1

Domniemania (cout) Typy przechowujące liczby całkowite są wypisywane w systemie dziesiętnym. Typy alfanumeryczne są wypisywane jako pojedyncze znaki ASCII Typy przechowujące liczby zmiennoprzecinkowe są wypisywane w postaci 6 cyfr. Wskaźniki (z wyjątkiem char*) są wypisywane w systemie heksadecymalnym.

Hello Adres w pamięci Domniemania (cout) Wypisanie wskaźnika char* powoduje wypisanie C-stringu na który pokazuje, czyli: char *a="Hello"; cout << a << endl; cout << reinterpret_cast<void*>(a) << endl; Hello Adres w pamięci

Domniemania (cin) Wszystkie wczytywane typy mogą poprzedzać białe znaki, które są ignorowane. Przy wczytywaniu liczb całkowitych są traktowane jako wprowadzane w systemie dziesiętnym (nie można wprowadzać liczb pisząc np. 011, 0x11). Przy wczytywaniu liczb całkowitych po podaniu pierwszego znaku nie będącego cyfrą wprowadzanie zostaje zakończone. Wprowadzając liczby ujemne, pomiędzy znakiem minus a liczbą nie może być spacji.

Domniemania (cin) Wprowadzając liczbą zmiennoprzecinkową obowiązują zasady dotyczące liczb całkowitych, jednak w przypadku notacji wykładniczej (naukowej) może wystąpić drugi znak + lub – oraz litera oznaczająca wykładnik. Wewnątrz nie może być spacji. Przy wczytywaniu C-stringów oraz stringów wczytywanie rozpoczyna się po zignorowaniu białych znaków poprzedzających tekst i kończy się z napotkaniem pierwszego białego znaku.

Format state flags Zasady formatowania są zapisane w tak zwanych flagach stanu formatowania i znajdują się w klasie ios_base

Hierarchia klas

Flagi i maski Flagi: skipws ignoruj białe znaki, które poprzedzają znaki właściwe left lewe justowanie right prawe justowanie internal „wewnętrzne” justowanie boolalpha używaj słów true/false dec konwersja decymalna oct konwersja oktalna hex konwersja heksadecymalna

Flagi i maski showbase pokaż podstawę konwersji showpoint pokaż kropkę dziesiętną uppercase wielkie litery (w liczbach) showpos pokaż znak + w liczbach R+ scientific notacja wykładnicza fixed notacja zwykła unitbuf nie buforuj strumienia Maski: adjustfield maska dla typu justowania basefield maska dla typu konwersji floatfield maska dla typu notacji

skipws Ustawienie tej flagi powoduję że strumień będzie ignorował białe znaki (spacje, tabulatory, znaki nowej linii), które poprzedzają znaki właściwe. string a; cin >> a; cout << a.length() << endl; //skasuj flagę skipws ___aaa 3 ___aaa

left right internal Wyjustowanie do lewej, prawej lub rozciągnięcie. int a=-12; //ustaw flagę left oraz ustal szerokość cout << a << endl; //ustaw flagę right oraz ustal szerokość //ustaw flagę internal oraz ustal szerokość

boolalpha Wartości zmiennych bool są wypisywane jako true / false. bool a=true,b=false; cout << a << endl; cout << b << endl; //ustaw flagę boolalpha 1 true false

dec hex oct Wypisywanie i wprowadzanie liczb w innych systemach liczbowych. int a=20; cout << a << endl; //ustaw flagę hex i skasuj oct i dec //ustaw flagę oct i skasuj hex i dec 20 14 24

showbase Decyduje czy wypisywać podstawę konwersji. int a=20; //ustwa flagę showbase cout << a << endl; //staw flagę hex i skasuj oct i dec //staw flagę oct i skasuj hex i dec 20 0x14 024

showpos Decyduje czy wypisywać znak + przed liczbami dodatnimi. int a=20; cout << a << endl; //ustaw flagę showpos 20 +20

uppercase Decyduje czy wypisywać duże litery zawarte w liczbach. double a=1e10; cout << a << endl; //ustaw flagę uppercase 1e+010 1E+010

showpoint Decyduje czy wypisywać kropkę dziesiętną. double a=1.23,b=4; cout << a << endl; cout << b << endl; //ustaw flagę showpoint 1.23 4 1.23000 4.00000

scientific, fixed Decyduje w jakiej notacji wypisywać liczby. double a=123.456; cout << a << endl; //ustaw flagę fixed //ustaw flagę scientific i skasuj flagę fixed 123.456 123.456000 1.234560e+002

Sposoby zmiany formatowania Flagi można zmieniać za pomocą: elementarnych funkcji składowych klasy ios, funkcji składowych klasy ios, które nie zmieniają flag, ale zmieniają towarzyszące im parametry, manipulatorów

Elementarne funkcje składowe klasy ios Do zmian flag służą funkcje: fmtflags flags() const; fmtflags flags(fmtflags); fmtflags setf(fmtflags); fmtflags setf(fmtflags, fmtflags); fmtflags unsetf(fmtflags); Typ fmtflags to inna nazwa typu int.

Przykład 1 int a=20; cout << a << endl; cout.setf(ios::showpos); cout.unsetf(ios::showpos); 20 +20 20

Przykład 2 double a=123; cout << a << endl; cout.setf(ios::showpoint | ios::fixed); 123 123.000000

Przykład 3 int a=20; cout << a << endl; cout.setf(ios::hex,ios::basefield); 20 14

Przykład 4 int a=20; cout << a << endl; ios::fmtflags stare=cout.flags(); cout.setf(ios::hex,ios::basefield); cout.flags(stare); 20 14 20

Funkcje składowe klasy ios, które nie zmieniają flag streamsize width() const; streamsize width(streamsize); streamsize precision() const; streamsize precision(streamsize); char fill() const; char fill(char); Typ streamsize to inna nazwa typu int.

Przykład 1 double a=1.0/3.0; cout << a << endl; cout.precision(10);

Przykład 2 int a=-12; cout.setf(ios::left,ios::adjustfield); cout.width(10); cout << a << endl; cout.setf(ios::right,ios::adjustfield); cout.setf(ios::internal,ios::adjustfield);

Przykład 3 int a=-12; cout.fill('.'); cout.setf(ios::left,ios::adjustfield); cout.width(10); cout << a << endl;

Manipulatory bezargumentowe boolalpha – noboolalpha hex – dec – oct flush endl skipws – noskipws showpoint – noshowpoint showpos – noshowpos showbase – noshowbase uppercase – nouppercase fixed – scientific left – right - internal

Przykład 14 int a=12; cout << oct << a << endl << showbase << a << endl << uppercase << hex << a << endl; 014 0XC

Manipulatory parametryzowane setw(int) setfill(char) setprecision(int) setbase(int) setiosflags(fmtflags) resetiosflags(fmtflags)

Przykład #include<iomanip> … double a=1.0/3.0; cout << a << endl << setprecision(10) << a << endl << setprecision(2) << a << endl;

Przykład int a=20; cout << a << endl << setiosflags(ios::showpos) << a << endl << setbase(8) << a << endl; 20 +20 24

Operacje we/wy Operator <</>> wstawiania/wyjmowania do/z strumienia przeprowadzają operacje wy/we z obecnością formatowania. char z; int a, b; cin >> a >> z >> b; cout << a << endl; cout << z << endl; cout << b << endl; 1.5 1 . 5

Operacje we/wy char z; double a, b; cin >> a >> z >> b; cout << a << endl; cout << z << endl; cout << b << endl; 1.5

Nieformatowane operacje we/wy Funkcje wyjmujące ze strumienia: istream &get(char &); int get(); istream &get(char *, streamsize, char=‘\n’); istream & getline(char *, streamsize, char=‘\n’); istream & read(char *, streamsize); streamsize readsome (char *, streamsize); istream & ignore(int, int);

Nieformatowane operacje we/wy Dodatkowe funkcje: streamsize gcount(); int peek(); istream &putback(char); istream &unget();

Nieformatowane operacje we/wy Funkcje wkładające do strumienia: ostream &put(char); ostream &write(const char *, streamsize);

istream &get(char &znak) Funkcja wyjmuje ze strumienia jeden bajt i umieszcza go w zmiennej znak. char z; cin.get(z); cout << static_cast<int>(z) << endl; //---------------------------------------------- cin.get(a).get(b).get(c); A 65 10

int get() Funkcja wyjmuje ze strumienia jeden bajt i umieszcza go w zmiennej a. int a; a=cin.get(); cout << static_cast<char>(a) << endl; cout << a << endl; A A 65

istream &get(char *, streamsize, char=‘\n’) Funkcja wyjmuje ze strumienia nie jeden ale wiele znaków. Jej parametry oznaczają: char * - adres tablicy streamsize – maksymalna liczba odczytanych znaków char – ogranicznik char t[10],z; cin.get(t,10,'b'); cout << t << endl; cin.get(z); cout << z << endl; Funkcja pozostawia ogranicznik w strumieniu. aaabccc aaa b

istream &get(char *, streamsize, char=‘\n’) abcdef char t[10],z; cin.get(t,3); cout << t << endl; cin.get(z); cout << z << endl; Funkcja automatycznie dodaje znak null. ab c

istream &getline(char *, streamsize, char=‘\n’) Funkcja wyjmuje ze strumienia wiele znaków. Parametry jak poprzednio. char t[10]={"........."},z; cin.getline(t,10,'3'); cout << t << endl; for (int i=0; i<10; i++) cout<<t[i]; cout<<endl; cin.get(z); cout << z << endl; Funkcja wyjmuje i wyrzuca ogranicznik. 12345 12 12 …… 4

istream &getline(char *, streamsize, char=‘\n’) char t[5]={"...."},z; cin.getline(t,5); if (cin.fail()) { cout<<"BLAD"<<endl; cin.clear(); } cout << t << endl; cout<<endl; cin.get(z); cout << z << endl; W przypadku przekroczenia maksymalnej liczby znaków ustawiana jest flaga fail. 123456 BLAD 1234 5

istream &getline(istream, string, char=‘\n’) string a; getline(cin,a); cout<<a<<endl; Nie musimy martwić się o liczbę znaków.

istream & read(char *, streamsize) Funkcja podobna do get, ale w przypadku read na koniec C-stringu nie zostanie dodany znak NULL! Do wykorzystywania przy operacjach z plikami (operacje binarne). streamsize & readsome(char *, streamsize) Funkcja zwraca ile bajtów zostało wczytanych.

istream &ignore(int=1, int=EOF) Funkcja wyjmuje ze strumienia określoną liczbę bajtów ale nigdzie ich nie zapisuje. char t1[10],t2[10]; cin.get(t1,3).ignore(3).get(t2,3); cout << t1 << endl; cout << t2 << endl; 0123456789 01 56

istream &ignore(int, int) char t1[10],t2[10]; cin.get(t1,3).ignore(3,static_cast<int>('3')).get(t2,3); cout << t1 << endl; cout << t2 << endl; 0123456789 01 45

abc.def abc 3 streamsize gcount() Zwraca informację ile znaków zostało wyjętych ze strumienia podczas ostatniego nieformatowanego wczytywania. char t[10]; cin.get(t,10,'.'); cout<<t<<endl; cout<<cin.gcount()<<endl; abc.def abc 3

abc.def abc 4 streamsize gcount() char t[10]; cin.getline(t,10,'.'); cout<<t<<endl; cout<<cin.gcount()<<endl; abc.def abc 4

int peek() Jest to funkcja, która pozwala nam zajrzeć do strumienia. char t[10]; char a=static_cast<char>(cin.peek()); cin>>t; cout << a <<endl; cout << t << endl; abc a abc

istream &putback(char) Zwraca znak do strumienia. char a,b; cin>>a; cout<<a<<endl; cin.putback(a); cin>>b; cout<<b<<endl; a a a

istream &unget() Zwraca ostatnio odczytany znak do strumienia. char a,b; cin>>a; cout<<a<<endl; cin.unget(); cin>>b; cout<<b<<endl; a a a

A-G-H- - A-G-H- ostream &put(char) Służy do wstawienia do strumienia jednego znaku. char a[]="AGH"; for (int i=0;i<sizeof(a); i++) cout.put(a[i]).put('-'); string a="AGH"; for (int i=0;i<a.size(); i++) A-G-H- - A-G-H-

ostream &write(const char *, streamsize) Funkcja wstawia do strumienia określoną liczbę bajtów. char a[]="AGH WIMiIP"; cout.write(a+4,6); cout << endl; A czy można tak: cout.write(a+4,6)<<endl; ???? WIMiIP WIMiIP

ostream &write(const char *, streamsize) double pi=3.14; cout.write(reinterpret_cast<char*>(&pi),sizeof(pi)); cout << endl; int i=0x41414141; cout.write(reinterpret_cast<char*>(&i),sizeof(i));

Strumienie płynące do i z plików Biblioteka: <fstream> Klasy: ofstream ifstream fstream ifstream plik; tworzenie strumienia do odczytu ofstream plik; tworzenie strumienia do zapisu fstream plik; tworzenie strumienia do odczytu i zapisu

void open(char *, ios_base=…) Otwarcia można dokonać za pomocą funkcji open lub konstruktora. ifstream plik; plik.open("dane.txt”); ifstream plik("dane.txt”);

void open(char *, ios_base=…) Drugi argument określa tryb pracy: in otwórz do czytania out otwórz do pisania ate otwórz i ustaw się na końcu app otwórz do dopisywania na końcu trunc otwórz, a jeśli plik istnieje skasuj jego zawartość Domniemania: ifstream in ofstream out fstream brak domniemania

Flagi stanu błędu strumienia Istnieją cztery flagi: goodbit – ustawiana gdy pozostałe flagi nie są ustawione, czyli jest OK eofbit – ustawiana, gdy podczas czytania napotkamy koniec pliku failbit – ustawiana, gdy jakaś operacja we/wy się nie powiodła badbit – ustawiana, gdy wystąpi poważny błąd dotyczący strumienia

Funkcje do pracy na flagach bool good() bool eof() bool fail() bool bad()

bool good() ifstream plik; plik.open("dane.txt"); if (plik.good()) cout << "Plik zostal otwarty\n"; else cout << "Plik nie zostal otwarty\n"; plik.close();

bool eof() char litera; ifstream plik; plik.open("napis.txt"); for(;;) { plik.get(litera); if(plik.eof()) break; cout << litera; } cout << endl; plik.close();

bool fail() int liczba; cin >> liczba; if (cin.fail()) cout<<"Nie liczba"<<endl;

const char* c_str() Funkcja składowa klasy string. string nazwa; getline(cin,nazwa); ifstream plik(nazwa.c_str());

Ustawianie i kasowani flag błędu io_state rdstate(); void clear(io_state = goodbit); void setstate(io_state); enum io_state { goodbit=0; eofbit=1; failbit=2; badbit=4; };

Wybór miejsca czytania i pisania pos_type tellg(); pos_type tellp(); istream &seekg(off_type, seek_dir=ios::beg); ostream &seekp(off_type, seek_dir=ios::beg); enum seek_dir { beg; cur; end; };

Zastosowanie seekg i tellg ifstream plik; plik.open("dane.txt"); plik.seekg(0,ios::end); cout << plik.tellg() << endl; plik.close(); 11

Zastosowanie seekp ofstream plik; plik.open("napis.txt"); plik.write("Ala ma kota", 11); plik.seekp(0); plik << "Ela"; plik.close();

Strumienie płynące do i z obiektów klasy string Biblioteka: <sstream> Klasy: ostringstream istringstream stringstream istringstream s; tworzenie strumienia do odczytu ostringstream s; tworzenie strumienia do zapisu stringstream s; tworzenie strumienia do odczytu i zapisu

Strumień czytający z obiektu klasy string Konstruktory: istringstream(const string & tekst); istringstream(); Funkcje składowe: void str(const string & tekst) const; string str() const;

Strumień czytający z obiektu klasy string string t="12 ala 13.5 X"; istringstream s; s.str(t); cout << s.str() << endl; int a; string b; double c; char d; s>>a>>b>>c>>d; cout<<a<<endl<<b<<endl<<c<<endl<<d<<endl; 12 ala 13.5 X 12 ala 13.5 X

Strumień piszący do obiektu klasy string Konstruktory: ostringstream(); ostringstream(const string & tekst); Funkcje składowe: void str(const string & tekst) const; string str() const;

Strumień piszący do obiektu klasy string string t; int a=12; string b="ala"; double c=13.5; char d='X'; cout<<a<<endl<<b<<endl<<c<<endl<<d<<endl; ostringstream s; s<<a<<" "<<b<<" "<<c<<" "<<d; t=s.str(); cout<<t<<endl; 12 ala 13.5 X 12 ala 13.5 X

Prezentacja udostępniona na licencji Creative Commons: Uznanie autorstwa, Na tych samych warunkach 3.0. Pewne prawa zastrzeżone na rzecz autorów. Zezwala się na dowolne wykorzystywanie treści pod warunkiem wskazania autorów jako właścicieli praw do prezentacji oraz zachowania niniejszej informacji licencyjnej tak długo, jak tylko na utwory zależne będzie udzielana taka sama licencja. Tekst licencji dostępny jest na stronie: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.pl