什么是Stream

stream直译过来就是“流”

我们可以把它看作是一个数据流动的管道：

数据可以通过键盘输入，流进程序
数据可以通过程序输出，流到屏幕
文件里的数据可以流进程序里
程序里的数据可以流到文件里

常见的stream有 cin 和 cout

ostringstream

ostringstream 是什么

ostringstream 可以拆成两部分看：

output：输出
string stream：字符串流

1
cout << 123;

是把123输出到屏幕

而

1
2
ostringstream oss;
oss << 123;

是把123输出到oss这一个变量里面，最后变成一个字符串

例如

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
#include <iostream>
#include <sstream>
using namespace std;

int main() {
    ostringstream oss;
    oss << "age = " << 18;

    string s = oss.str();
    cout << s << endl;
}

输出结果是

1
age = 18

这里不是直接打印到屏幕，而是先“攒”成字符串，再取出来。

这里的oss.str()是ostringstream很关键的一个函数

1
string s = oss.str();

意思是把这个流里面积累的内容全部取出来给字符串s

比如

1
2
ostringstream oss;
oss << "Hello " << "world " << 123;

这时候 oss 里面其实已经存着：Hello world 123了

这个东西的作用就在于 面对处理复杂字符串拼接时更加自然。

ostringstream 的写位置

1
2
3
4
5
ostringstream oss("Ito-En Green Tea");
cout << oss.str() << endl;

oss << "16.9 Ounces";
cout << oss.str() << endl;

这段代码的输出结果是

1
2
Ito-En Green Tea
16.9 Ouncesn Tea

为什么第二行的结果是这样的呢？

因为ostringstream 有一个“写位置”（put pointer）。
它不会默认跳到字符串末尾去追加，而是从当前写位置开始覆盖写。
在这种构造下，写位置一开始在开头，所以会把原来前面的字符覆盖掉。
但是我们可以用ostringstream::ate把初始写位置定位到末尾

ate 可以理解成 at end

1
2
3
ostringstream oss("Ito-En Green Tea", ostringstream::ate);
oss << " 16.9 Ounces";
cout << oss.str() << endl;

这样结果就会是:

1
Ito-En Green Tea 16.9 Ounces

istringstream

istringstream 是什么

同样istringstream可以分为两部分：

input：输入

string stream：字符串流

1
2
3
4
5
string s = "123";
istringstream iss(s);

int x;
iss >> x;

这里不是键盘输入，而是字符串 “123” 充当了输入源。
它的读取方式和 cin 很像，
所以可以把它理解成“假装这个字符串是键盘输入”

istringstream 的读位置

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
#include <iostream>
#include <sstream>
using namespace std;

int main() {
    string line = "101 Jinyao 18";
    istringstream iss(line);

    int id, age;
    string name;

    iss >> id >> name >> age;

    cout << id << "\n";
    cout << name << "\n";
    cout << age << "\n";

    return 0;
}

这段代码的输出结果是：

1
2
3
101
Jinyao
18

它内部有一个读指针，读一次，就往后走一次。

istringstream 用 >> 读取时，一般会在这几种情况停下：

第一种：遇到空白字符

空格、换行、tab

第二种：遇到不符合当前类型格式的字符

比如你在读 int，结果遇到了字母

第三种：读到字符串结尾

也就是没有更多内容了

例如

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
#include <iostream>
#include <sstream>
using namespace std;

int main() {
    istringstream iss("123 abc 45");

    int x;
    string s;
    int y;

    iss >> x;   // 读到 123，遇到空格停
    iss >> s;   // 读到 abc，遇到空格停
    iss >> y;   // 读到 45，读到结尾停

    cout << x << "\n" << s << "\n" << y << endl;
}

这里三次停止分别是：

第一次：遇到空格停
第二次：遇到空格停
第三次：遇到字符串结尾停

stringToIntegerTest

现在我们来编写一个把字符串转化成整数的函数：

1
2
3
4
5
6
int stringToInteger(const string& s){
    istringstream iss(s);
    int result;
    iss >> result;
    return result;
}

如果我们在这里输入的不是数字的话，该程序的结果就会是一个垃圾值，
但是如果我们输入的字符串开头可被读取整数，例如 123a ，那么程序就会读取123，然后结果就是123了。

Four bits状态位

Good bit

Ready for read/write
stream就绪，可执行读写操作
表示stream无错误，可以正常读写

Fail bit

previous operation failed, all future operations frozen
上一次操作失败，后续所有操作被冻结
通常是格式错误、输入不匹配等可恢复错误

EOF bit

previous operation reached the end of buffer content
上一次操作已到达缓冲区内容末尾
表示读取到了stream的末尾(End of File)

Bad bit

external error,likely irrecoverable
发生外部错误，通常不可恢复
多位硬件/系统级错误（如磁盘故障、stream断开）

buffer stream

buffer stream 是什么

buffer stream ：characters are stored in an intermediate buffer before being moved to the external source
带缓冲的流：字符在被转移到外部数据源之前，会先存储在中间缓冲区

buffer stream 的工作流程

1
cout << "hello";

“hello”会先写进cout的缓冲区
当满足以下条件时，缓冲区才会被刷新（flush），把字符真正输出到控制台

  1. 缓冲区被写满
  2. 程序执行到 endl ，或者手动调用 flush()
  3. 程序正常结束
  4. 输入流（cin）被触发（会自动刷新cout缓冲区）

为什么要用 buffer

直接频繁地向控制台进行 IO 操作，会非常慢，用缓冲区可以把多次小操作合并成一次大操作，从而大幅提升程序的运行效率

manipulators

有些操纵符插入到流中，会改变流的行为,
这里我们直接通过代码展示

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;

int main() {
    // endl ：插入换行符并刷新流
    cout << "Hello" << endl << "World" << endl; // 换行+刷新
    
    // boolalpha ：以 true/false 字符串形式输出布尔值
    cout << boolalpha << true << " " << false << endl; // 输出 true false
    
    // hex ：以十六进制格式输出数字
    cout << hex << 255 << endl; // 输出 ff（十六进制）
    
    // setprecision ：调整输出数字的精度
    cout << setprecision(3) << 3.14159 << endl; // 输出 3.14（3位有效数字）
    cout << fixed << setprecision(2) << 3.14159 << endl; // 输出 3.14（小数点后2位）
    
    return 0;
}