C++: базовый курс

Существует два типа потоков: текстовый и двоичный. Текстовый поток используется для ввода-вывода символов. При этом могут происходить некоторые преобразования символов. Например, при выводе символ новой строки может быть преобразован в последовательность символов: возврата каретки и перехода на новую строку. Поэтому может не быть взаимно-однозначного соответствия между тем, что посылается в поток, и тем, что в действительности записывается в файл. Двоичный поток можно использовать с данными любого типа, причем в этом случае никакого преобразования символов не выполняется, и между тем, что посылается в поток, и тем, что потом реально содержится в файле, существует взаимно-однозначное соответствие.

Текущая позиция — это место в файле, с которого будет выполняться следующая операция доступа к файлу.

Говоря о потоках, необходимо понимать, что вкладывается в понятие "текущей позиции". Текущая позиция — это место в файле, с которого будет выполняться следующая операция доступа к файлу. Например, если длина файла равна 100 байт, и известно, что уже прочитана половина этого файла, то следующая операция чтения произойдет на байте 50, который в данном случае и является текущей позицией.

Итак, в языке C++ механизм ввода-вывода функционирует с использованием логического интерфейса, именуемого потоком. Все потоки имеют аналогичные свойства, которые позволяют выполнять одинаковые функции ввода-вывода, независимо от того, с файлом какого типа существует связь. Под файлом понимается реальное физическое устройство, которое содержит данные. Если файлы различаются между собой, то потоки — нет. (Конечно, некоторые устройства могут не поддерживать все операции ввода-вывода, например операции с произвольной выборкой, поэтому и связанные с ними потоки тоже не будут поддерживать эти операции.)

Встроенные С++-потоки

В C++ содержится ряд встроенных потоков (cin, cout, cerr и clog), которые автоматически открываются, как только программа начинает выполняться. Как вы знаете, cin — это стандартный входной, а cout — стандартный выходной поток. Потоки cerr и clog (они предназначены для вывода информации об ошибках) также связаны со стандартным выводом данных. Разница между ними состоит в том, что поток clog буферизирован, а поток cerr — нет. Это означает, что любые выходные данные, посланные в поток cerr, будут немедленно выведены, а при использовании потока clog данные сначала записываются в буфер, и реальный их вывод происходит только тогда, когда буфер полностью заполняется. Обычно потоки cerr и clog используются для записи информации об отладке или ошибках.

В C++ также предусмотрены двухбайтовые (16-битовые) символьные версии стандартных потоков, именуемые wcin, wcout, wcerr и wclog. Они предназначены для поддержки таких языков, как китайский, для представления которых требуются большие символьные наборы. В этой книге двухбайтовые стандартные потоки не используются.

По умолчанию стандартные С++-потоки связываются с консолью, но программным способом их можно перенаправить на другие устройства или файлы. Перенаправление может также выполнить операционная система.

Классы потоков

Как вы узнали в главе 2, С++-система ввода-вывода использует заголовок , в котором для поддержки операций ввода-вывода определена довольно сложная иерархия классов. Эта иерархия начинается с системы шаблонных классов. Как отмечалось в главе 16, шаблонный класс определяет форму, не задавая в полном объеме данные, которые он должен обрабатывать. Имея шаблонный класс, можно создавать его конкретные экземпляры. Для библиотеки ввода-вывода стандарт C++ создает две специализации шаблонных классов: одну для 8-, а другую для 16-битовых ("широких") символов. В этой книге описываются классы только для 8-битовых символов, поскольку они используются гораздо чаще.