c++中ostream类的超详细说明

根据前文，ostream类是c++标准输出流的一个基类，本篇详细介绍ostream类的主要成员函数用法。

1.ostream的构造函数

从ostream头文件中截取一部分关于构造函数的声明和定义，如下：

public: //explicit用来防止由构造函数定义的隐式转换 explicit basic_ostream(__streambuf_type* __sb) { 
    this->init(__sb); } protected: basic_ostream() { 
    this->init(0); } #if __cplusplus >= L // Non-standard constructor that does not call init() basic_ostream(basic_iostream<_CharT, _Traits>&) { 
    } basic_ostream(const basic_ostream&) = delete; basic_ostream(basic_ostream&& __rhs) : __ios_type() { 
    __ios_type::move(__rhs); } // 27.7.3.3 Assign/swap basic_ostream& operator=(const basic_ostream&) = delete; basic_ostream& operator=(basic_ostream&& __rhs) { 
    swap(__rhs); return *this; } 

可以看到ostream类的默认构造函数是保护类型，而带参数的构造函数则是公有的，根据public和protected的功能，我们要定义一个ostream对象，必须要在参数中传入streambuf类型的指针才可以，否则会报编译错误。

一个可用的例子如下：

#include  
     #include  
     using namespace std; int main() { 
    filebuf buf; if ( buf.open("/proc/self/fd/1", ios::out) == nullptr ) { 
    cerr << "stdout open failed" << endl; return -1; } ostream out(&buf); return 0; } 

与istream一样，因为streambuf类型的构造函数是保护类型，不能直接使用，所以需要使用它的继承者stringbuf或者filebuf，这里使用了filebuf，并且我们输出错误信息没有使用cout，这里使用了ostream定义的另外一个实例cerr，会输出错误信息到标准错误输出。

ostream类与istream类一样，它的的拷贝构造函数和赋值函数也都是保护类型的，所以ostream是不允许拷贝或者赋值的，所以它也不能直接作为返回类型和参数传递，很多时候需要使用引用来进行传递。

2.左移位< <操作符< h5="">

部分< <操作符函数原型如下：< p="">

 //重载一系列< 
     <操作符，可以用于读取变量数据并放入到流缓冲区中< span="">
       __ostream_type 
      & 
      operator 
      << 
      ( 
      long __n 
      ) 
      { 
        
      return 
      _M_insert 
      (__n 
      ) 
      ; 
      } __ostream_type 
      & 
      operator 
      << 
      ( 
      unsigned 
      long __n 
      ) 
      { 
        
      return 
      _M_insert 
      (__n 
      ) 
      ; 
      } __ostream_type 
      & 
      operator 
      << 
      ( 
      bool __n 
      ) 
      { 
        
      return 
      _M_insert 
      (__n 
      ) 
      ; 
      } __ostream_type 
      & 
      operator 
      << 
      ( 
      short __n 
      ) 
      ; __ostream_type 
      & 
      operator 
      << 
      ( 
      unsigned 
      short __n 
      ) 
      { 
        
      // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS 
      // 117. basic_ostream uses nonexistent num_put member functions. 
      return 
      _M_insert 
      ( 
      static_cast 
      < 
      unsigned 
      long 
      > 
      (__n 
      ) 
      ) 
      ; 
      } __ostream_type 
      & 
      operator 
      << 
      ( 
      int __n 
      ) 
      ; __ostream_type 
      & 
      operator 
      << 
      ( 
      unsigned 
      int __n 
      ) 
      { 
        
      // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS 
      // 117. basic_ostream uses nonexistent num_put member functions. 
      return 
      _M_insert 
      ( 
      static_cast 
      < 
      unsigned 
      long 
      > 
      (__n 
      ) 
      ) 
      ; 
      } 
     

< <操作符可用于将数据写入到输出流中，使用例子如下：< p="">

#include 
    
      #include 
     
       using namespace std; int main() { filebuf buf; if ( buf.open("/proc/self/fd/1", ios::out) == nullptr ) { cerr << "stdout open failed" << endl; return -1; } ostream out(&buf); int i = 1234; long long ll = ; out << i << endl << ll << endl; return 0; } 
      
    

这时我们猜测，命令行标准输出中应该会输出两行数字，编译后执行结果如下：

1234  

从这里out变量用法来看，实际上就是实现了标准库中cout的功能，当然，我是猜测可能是这样实现的。

/proc/self/fd/1是linux系统中标准输出文件，所以打开这个文件操作的话，反映在程序执行的过程中，就是直接输出到标准输出。

3.put函数

ostream头文件中put函数原型如下：

 //往缓冲区中插入一个字符 __ostream_type& put(char_type __c); 

put函数使用例子如下：

#include  
       #include  
       using namespace std; int main() { 
      filebuf buf; if ( buf.open("/proc/self/fd/1", ios::out) == nullptr ) { 
      cerr << "stdout open failed" << endl; return -1; } ostream out(&buf); char c = 'X'; out.put('c').put('=').put(c).put('\n'); return 0; } 

这里因为put函数返回的是ostream&类型，所以可以连着使用put函数，代码编译后执行结果如下：

[root@mylinux ~]# ./a.out c=X [root@mylinux ~]# 

4.write函数

ostream的write函数原型如下：

 //将__s指针所指向的字符串复制出来并插入到缓冲区中，最多插入__n个字符 __ostream_type& write(const char_type* __s, streamsize __n); 

用法如下：

#include  
       #include  
       using namespace std; int main() { 
      filebuf buf; if ( buf.open("/proc/self/fd/1", ios::out) == nullptr ) { 
      cerr << "stdout open failed" << endl; return -1; } ostream out(&buf); if ( !out.good()) { 
      cerr << "stream buf state is bad" << endl; return -1; } out.write("aaa\n", 4); return 0; } 

good函数是ostream继承于父类ios的一个成员函数，它用来检查流的状态是否正常，正常则返回true。

代码编译执行后结果如下：

[root@mylinux ~]# ./a.out aaa [root@mylinux ~]# 

5.flush函数

函数原型如下：

//将数据从缓冲区同步到存储介质中 __ostream_type& flush(); 

使用方法如下：

#include  
       #include  
       using namespace std; int main() { 
      ofstream out("aaa.txt"); if ( !out.good()) { 
      cerr << "stream buf state is bad" << endl; return -1; } for (int n=0; n<10; ++n) { 
      out << n; //out.flush(); } while(1); out.close(); return 0; } 

这里使用了ofstream类型，它是ostream的一个子类，所以对于flush用法是一样的，这里我们先把flush函数调用注释掉，此时去执行代码，然后查看aaa.txt文件，会发现数据并没有写入到文件中去，然后我们把注释取消，重新编译执行后，查看aaa.txt内容，会看到0已经被写入到文件中去。

按照我的理解，ofstream在往文件中写入数据时，数据实际上是先写到缓冲区中，并没有写到文件中去，所以需要调用一个flush，来确保数据会从缓冲区写到输出设备，也就是文件中去。

这里有一个小插曲，我一开始使用了out << n << endl去往文件写数据，发现flush是不起作用的，一直很疑惑，后来看源代码才发现endl这个操纵算子，它会调用先往缓冲区写入一个换行符然后再调用flush函数，所以flush才会不起作用。

6.tellp函数

tellp函数原型如下：

//返回当前写缓冲区位置 pos_type tellp(); 

使用例子如下：

#include  
       #include  
       using namespace std; int main() { 
      ofstream out("aaa.txt"); if ( !out.good()) { 
      cerr << "stream buf state is bad" << endl; return -1; } for (int n=0; n<10; ++n) { 
      out << n << endl; out.flush(); } clog << "current pos is " << out.tellp() <<endl; out.close(); return 0; } 

从代码分析，目前应该是写到了20的位置，编译执行，结果如下：

[root@mylinux~]# ./a.out current pos is 20 [root@mylinux~]# 

7.seekp函数

seekp函数原型如下：

 / 从当前位置开始，跳转pos个写位置 */ __ostream_type& seekp(pos_type pos); / 根据ios_base::seekdir定义的位置，跳转off个写位置 */ __ostream_type& seekp(off_type off, ios_base::seekdir); 

实例如下：

#include  
       #include  
       using namespace std; int main() { 
      ofstream out("aaa.txt"); if ( !out.good()) { 
      cerr << "stream buf state is bad" << endl; return -1; } out << ; clog << "first pos is " << out.tellp() <<endl; out.seekp(3); clog << "second pos is " << out.tellp() <<endl; out.seekp(1, ios::beg); clog << "third pos is " << out.tellp() <<endl; out.close(); return 0; } 

输出结果如下:

[root@mylinux ~]# ./a.out first pos is 7 second pos is 3 third pos is 1 [root@mylinux ~]# 

到这里，ostream类的public成员函数就介绍完毕啦，若有不对之处，欢迎指正。