C++. Сборник рецептов - Д. Стефенс

Рецепт 9.2 и рецепт 9.3.

Глава 10

Потоки и файлы

10.0. Введение

Потоки (streams) являются одной из самых мощных (и сложных) компонент стандартной библиотеки С++. Их применение при простом, неформатированном вводе-выводе в целом не представляет трудностей, однако ситуация усложняется, если необходимо изменить формат с помощью стандартных манипуляторов или приходится писать свои собственные манипуляторы. Поэтому первые несколько рецептов описывают различные способы форматирования вывода потока данных. Следующие два рецепта показывают, как можно записывать объекты класса в поток и считывать их оттуда.

Затем рецепты переходят с темы чтения и записи содержимого файлов на работу с самими файлами (и каталогами). Если в вашей программе используются файлы особенно если такая программа является демоном или процессом на стороне сервера, вам, вероятно, потребуется создавать файлы и каталоги, удалять их, переименовывать и выполнять другие операции над ними. Существует ряд рецептов, которые показывают, как следует решать эти непривлекательные, но необходимые задачи в С++.

Последняя треть рецептов показывает, как можно манипулировать именами файлов и путями доступа к ним, используя многие стандартные строковые функции-члены. Стандартные строки содержат массу функций, предназначенных для анализа и манипулирования их содержимым, и если вам придется анализировать пути доступа к файлам и имена файлов, эти функции окажутся полезными. Если в этих рецептах нет того, что вам требуется, вернитесь к главе 7: возможно, там описано то, что вы ищете.

Манипулирование файлами требует прямого взаимодействия с операционной системой (ОС), но между различными ОС часто имеются тонкие отличия (а иногда вопиющие несовместимости). Многие типичные операции над файлами и каталогами выполняются с помощью вызовов системных функций стандартной библиотеки С. которые работают одинаково или аналогично в различных системах. В рецептах я отмечаю отличия версий библиотек различных ОС там, где они имеются.

Как я отмечал в предыдущих главах, Boost — это проект открытого исходного кода, результатом которого стал ряд высококачественных и переносимых библиотек. Однако поскольку данная книга посвящена C++, а не проекту Boost, во всех возможных случаях я предпочитаю пользоваться стандартными решениями С++. Однако во многих случаях (наиболее примечательный — рецепт 10.12) нельзя получить решения, используя стандартную библиотеку С++, поэтому я пользуюсь библиотекой Boost Filesystem, написанной Биманом Дейвисом (Beman Dawes); она обеспечивает переносимый интерфейс для файловой системы, позволяя получать переносимые решения. Используйте библиотеку Boost Filesystem, если требуется обеспечить переносимость взаимодействия с файловой системой, и это позволит вам сэкономить много времени и многих усилий. Дополнительную информацию по проекту Boost вы найдете на сайте www.boost.org.

10.1. Вывод выровненного текста

Проблема

Требуется вывести текст, выровненный по вертикали. Например, если ваши данные представлены в табличном виде, вам захочется, чтобы они выглядели следующим образом.

Jim    Willсох   Mesa         AZ

Bill   Johnson   San Mateo    CA

Robert Robertson Fort Collins CO

Кроме того, вам, вероятно, захочется иметь возможность выравнивать текст вправо или влево.

Решение

Используйте определенные в <ostream> типы ostream или wostream для узких или широких символов и стандартные манипуляторы потоков для установки размера полей и выравнивания текста. Пример 10.1 показывает, как это можно сделать.

Пример 10.1. Вывод выровненного текста

#include <iostream>

#include <iomanip>

#include <string>

using namespace std;

int main() {

 ios_base::fmtflags flags = cout.flags();

 string first, last, citystate;

 int width = 20;

 first = "Richard";

 last = "Stevens";

 citystate = "Tucson, AZ";

 cout << left             // Каждое поле выравнивается влево.

  << setw(width) << first // Затем для каждого поля

  << setw(width) << last  // устанавливается его ширина и

                          // записываются некоторые данные

  << setw(width) << citystate << endl;

 cout.flags(flags);

}

Вывод выглядит следующим образом.

Richard            Stevens            Tucson, AZ

Обсуждение

Манипулятор — это функция, которая выполняет некоторую операцию над потоком. Применяемые к потоку манипуляторы задаются в операторе operator<<. Формат потока (ввода и вывода) задается набором флагов и установочных параметров конечного базового класса потока, ios_base. Манипуляторы обеспечивают удобный способ настройки этих флагов и установочных параметров без явного использования для этой цели функций setf или flags, которые громоздки и воспринимаются с трудом. Для форматирования потока вывода лучше всего использовать манипуляторы.

В примере 10.1 используется два манипулятора для вывода текста в две колонки. Манипулятор setw задает размер поля, a left обеспечивает выравнивание влево находящегося в поле значения (дополнением манипулятора left, что неудивительно, является right). Когда вы используете слово «поле», вы просто говорите, что хотите дополнить заполнителем выдаваемое в поле значение с одной или с другой стороны, чтобы только ваше значение выводилось в этом поле. Если, как в примере 10.1, вы выравниваете значение влево и затем задаете размер поля, следующее записываемое в поток значение будет начинаться с первой позиции этого поля. Если переданные в поток данные имеют недостаточный размер и не могут заполнить все пространство поля, то правая часть поля будет дополнена символом заполнителя потока, которым по умолчанию является одиночный пробел. Вы можете изменить символ заполнителя с помощью манипулятора setfill.

myostr << setfill('.') << "foo";

Если помещаемое в поле значение превышает его размер, будет напечатано все значение и никаких дополнительных символов выводиться не будет.

Табл. 10.1 содержит краткое описание манипуляторов, работающих с любыми типами значений (текстом, числами с плавающей точкой, целыми числами и т.д.). Имеется ряд манипуляторов, которые применяются только при выводе чисел с плавающей точкой — они описываются в рецепте 10.2.

Табл. 10.1. Текстовые манипуляторы

Манипулятор Описание Пример вывода left right Выровнять значения в текущем поле вправо или влево, заполняя незанятое пространство символом-заполнителем Выравнивание влево apple      banana     cherry     Выравнивание вправо (ширина поля 10)      apple     banana     cherry setw(int n) Установить размер поля на n символов См. предыдущий пример setfill(int с) Использовать символ с для заполнения незанятого пространства поля cout << setfill('.') << setw(10) << right << "foo" Выдает: .......foo boolalpha noboolalpha Отобразить булевы значения в текущем локализованном представлении слов true и false, а не 1 и 0 cout << boolalpha << true Выдает: true endl Записать в поток символ новой строки (newline) и очистить буфер вывода Нет ends Записать в поток null-символ ('') Нет flush Очистить буфер вывода Нет

Некоторые представленные в табл. 10.1 (и в табл. 10.2 в следующем рецепте) манипуляторы переключают бинарные флаги потоков и в действительности реализуются как два манипулятора, которые включают и отключают флаг. Например, возьмем манипулятор boolalpha. Если вы хотите, чтобы булевы значения отображались в соответствии с текущей локализацией (например, «true» и «false»), используйте манипулятор boolalpha. Для отключения этого режима, чтобы вместо слов печатались 0 и 1, используйте манипулятор noboolalpha (он используется по умолчанию).

Действие всех манипуляторов сохраняется до тех пор, пока оно не будет явно изменено, исключая манипулятор setw. Из примера 10.1 видно, что он вызывается перед каждой записью, однако left используется только один раз. Это объясняется тем, что ширина поля устанавливается в нуль после записи каждого значения в поток при помощи оператора operator<<; чтобы обеспечить одинаковую ширину всех полей, мне пришлось каждый раз вызывать setw.