C++ IO 流示例 ============== 功能说明 -------- 演示 C++ 标准库中的输入输出流（IO Stream）功能，包括控制台输入输出、文件流操作、字符串流以及格式化输出。本示例展示了如何使用 C++ 流式 API 进行各种 IO 操作。 硬件连接 -------- 无需外部连接，IO 流为软件功能。如果使用文件流功能，需要确保文件系统已正确初始化。 示例内容 -------- 1. 基本控制台输入输出（``std::cout``、``std::cerr``） 2. 文件输出流（``std::ofstream``）写入文件 3. 文件输入流（``std::ifstream``）读取文件 4. 文件异常处理 5. 字符串流（``std::ostringstream``、``std::istringstream``） 6. 格式化输出（精度、宽度、填充、进制等） 7. 自定义类型的流操作符重载 编译 -------- .. include:: /sample_build.rst 烧录固件 -------- .. include:: /sample_flash.rst 预期输出 -------- .. code-block:: text ======= Starting IO Stream Tests ======= === IO Stream Tests === === Basic Console I/O Example === 这是标准输出流示例。 数字输出: 42 这是标准错误流示例。 嵌入式系统中一般通过其他方式如UART、文件或消息队列获取输入 === File Output Stream Example === before outFile: test_file.txt filename: test_file.txt 成功写入文件: test_file.txt === File Input Stream Example === 文件 test_file.txt 内容: 这是第一行文本。 这是第二行文本。 数字: 12345 项目 1: 1 项目 2: 4 项目 3: 9 项目 4: 16 项目 5: 25 === File Exception Handling Example === 尝试打开不存在的文件: this_file_does_not_exist.txt 捕获到文件操作异常: ... 文件 'this_file_does_not_exist.txt' 可能不存在或无法访问 另一种异常处理方式 - 使用ifstream构造后立即检查状态: 捕获到运行时异常: 无法打开文件: this_file_does_not_exist.txt === String Stream Example === ostringstream的内容: 这是一个字符串流。 可以像使用其他ostream一样使用它: 整数: 42 浮点数: 3.14159 从istringstream解析的数值: a = 12, b = 34, c = 56, d = 78 总和: 180 === Formatting Output Example === 默认精度的π: 3.14159 设置精度为10的π: 3.141592654 默认字段宽度: 42 设置字段宽度为10: 42 设置填充字符为'*'并左对齐: 42******** 十进制: 255 十六进制: ff 八进制: 377 默认布尔值输出: 1, 0 字面布尔值输出: true, false === Custom Type Stream Example === 点p1: (10, 20) 点集合: (1, 2) (3, 4) (5, 6) 预设的点: (7, 8) ======= IO Stream Tests Completed ======= 核心 API -------- .. list-table:: :header-rows: 1 * - API - 说明 * - ``std::cout`` - 标准输出流 * - ``std::cerr`` - 标准错误流 * - ``std::ofstream`` - 文件输出流，用于写入文件 * - ``std::ifstream`` - 文件输入流，用于读取文件 * - ``std::ostringstream`` - 输出字符串流 * - ``std::istringstream`` - 输入字符串流 * - ``std::setprecision()`` - 设置浮点数精度 * - ``std::setw()`` - 设置字段宽度 * - ``std::setfill()`` - 设置填充字符 * - ``operator<<`` - 输出操作符重载 * - ``operator>>`` - 输入操作符重载 关键代码 -------- .. code-block:: cpp // 基本控制台输出 std::cout << "这是标准输出流示例。" << std::endl; std::cout << "数字输出: " << 42 << std::endl; std::cerr << "这是标准错误流示例。" << std::endl; // 文件输出流（示例：函数参数为 filename） std::ofstream outFile(filename); if (!outFile) { std::cerr << "无法打开文件进行写入: " << filename << std::endl; return; } outFile << "这是第一行文本。" << std::endl; outFile.close(); // 文件输入流（示例：函数参数为 filename） std::ifstream inFile(filename); if (!inFile) { std::cerr << "无法打开文件进行读取: " << filename << std::endl; return; } std::string line; while (std::getline(inFile, line)) { std::cout << " " << line << std::endl; } inFile.close(); // 字符串流 std::ostringstream oss; oss << "整数: " << 42 << std::endl; std::string result = oss.str(); std::istringstream iss("12 34 56 78"); int a, b, c, d; iss >> a >> b >> c >> d; // 格式化输出 std::cout << std::setprecision(10) << pi << std::endl; std::cout << std::left << std::setfill('*') << std::setw(10) << 42 << std::endl; std::cout << std::hex << value << std::endl; // 自定义类型流操作符重载（简化示例） class Point { int x, y; friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Point& p); }; std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Point& p) { os << "(" << p.x << ", " << p.y << ")"; return os; } 格式化选项 ---------- 数值格式 ~~~~~~~~ - **精度**: ``std::setprecision(n)`` - 设置浮点数精度 - **宽度**: ``std::setw(n)`` - 设置字段宽度 - **填充**: ``std::setfill(c)`` - 设置填充字符 - **对齐**: ``std::left``、``std::right`` - 设置对齐方式 进制格式 ~~~~~~~~ - **十进制**: ``std::dec`` - 默认进制 - **十六进制**: ``std::hex`` - 输出十六进制 - **八进制**: ``std::oct`` - 输出八进制 布尔值格式 ~~~~~~~~~~ - **数字格式**: 默认输出 ``1`` 或 ``0`` - **字面格式**: ``std::boolalpha`` - 输出 ``true`` 或 ``false`` 注意事项 -------- 1. **文件检查**: 打开文件后必须检查文件流状态（``if (!file)``），确保文件成功打开 2. **资源管理**: 文件流在析构时会自动关闭，但显式调用 ``close()`` 更清晰 3. **异常处理**: 可以使用 ``file.exceptions()`` 设置异常掩码，或手动检查文件状态 4. **字符串流**: ``ostringstream`` 和 ``istringstream`` 在内存中操作，不涉及文件系统 5. **格式化状态**: 某些格式化选项（如 ``std::hex``）会持续生效，需要手动重置（``std::dec``） 6. **操作符重载**: 自定义类型的流操作符重载应声明为友元函数，以便访问私有成员 7. **缓冲区**: ``std::endl`` 会刷新缓冲区，在性能敏感场景中可考虑使用 ``'\n'`` 代替 8. **文件系统**: 使用文件流前需要确保文件系统已正确初始化（如调用 ``test_lsfs_init()``）