Entrada/Salida en C++

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Programación Orientada a Objeto Ing. Civil en Telecomunicaciones

Flujos en C++ (Streams)

• Hasta aquí, hemos usado cin y cout para leer desde teclado y escribir a consola

• C++ no incluye comandos de entrada/salida en el lenguaje

Definidos en bibliotecas de E/S

Objetivo: tratar todas las fuentes de datos (teclado, archivos, redes) de la misma forma:

como flujos de bytes de largo indefinido

Clases de entrada/salida

• Biblioteca de entrada/salida de C++

define una jerarquía de clases

Flujos y buffers

• Escribir a pantalla o a archivos es lento

• Sistema mantiene buffers en memoria para acoplar velocidades

Datos se reciben del teclado a un buffer, donde quedan disponibles hasta que el programa los necesita

Datos se escriben en un buffer en vez de escribir directamente en un archivo

Buffer se escribe al archivo cuando está lleno

Flujos y buffers

• No todos los flujos utilizan buffers

• En algunos casos, se escriben los datos directamente al destino sin pasar por el buffer intermedio

Ejemplo: cout y clog usan buffers, cerr no usa buffers

Clase abstracta streambuf

• La clase base abstracta streambuf maneja el buffer

Sus funciones miembro permiten leer, escribir, sincronizar, vaciar y escribir a memoria los flujos

Funciones no se invocan directamente

Clases derivadas son stringbuf y filebuf

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Clases de entrada/salida

• La clase ios es la clase base para los flujos de entrada y salida

• Define todas las funciones comunes a flujos de entrada y de salida

Contiene un objeto streambuf

Métodos manipuladores de formato

Maneja los bits de estado del flujo

eofbit, badbit, failbit, goodbit

Estado de un flujo

•goodbit indica que todo está OK

•failbit es 1 si una operación no se procesó correctamente pero el flujo está OK

•badbit es 1 si el flujo está corrupto o si se han perdido datos

•eofbit es 1 si se detectó el fin de flujo

Generalmente se activa con failbit

Clase de entrada istream

• Clase istream representa objetos usados para leer secuencias de caracteres

Datos con formato son accedidos usando el operador istream::operator>>

double a, b, c;

cin >> a >> b >> c;

Datos sin formato son accedidos a través de otras operaciones

get(), getline(), read()

Clase de salida ostream

• Clase ostream representa objetos usados para escribir secuencias de caracteres

Datos con formato son accedidos usando el operador istream::operator<<

double a, b, c;

cout << a << b << c;

Datos sin formato son accedidos a través de otras operaciones

put(), write()

Clases generales de entrada/salida

• Clases generales de entrada/salida

<iostream>: entrada/salida estándar

<fstream>: entrada/salida de archivos

<sstream>: entrada/salida hacia/desde strings

• Clase para manipulación de flujos

<iomanip>: manipulación de flujos

Clase de entrada/salida iostream

• Clase iostream deriva métodos de istream y de ostream

Define 4 flujos estándar

cin: entrada estándar de teclado

cout: salida estándar a consola

cerr: salida estándar de error

clog: salida estándar de bitácora

Estos flujos pueden ser manipulados por operadores >>, << o por otras funciones

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Función istream::get() (I)

•int get() lee el siguiente caracter desde un flujo de entrada y lo retorna

Retorna el siguiente caracter en el flujo, o retorna EOF

char c = cin.get();

Función istream::get() (II)

•iostream& get(char& c) lee un caracter desde un flujo de entrada y lo almacena en el caracter c

Retorna el flujo de entrada, por lo que puede ser usado en concatenaciones

cin.get(a).get(b).get(c);

cin.get(a) >> b >> c;

Función istream::get() (II)

•iostream& get(char* p, int n, char delim) lee n - 1 caracteres desde un flujo de entrada y los almacena a partir del puntero p dado, retornando el flujo de entrada

Función almacena caracter NULL en el último byte del área destino

Lectura se detiene al llegar al delimitador

Si se omite delimitador, asume ‘\n’

Delimitador queda en flujo de entrada

Función istream::getline()

•iostream& getline(char* p, int n, char delim) lee n - 1 caracteres desde un flujo de entrada y los almacena a partir del puntero p dado, retornando el flujo de entrada

Función almacena caracter NULL en el último byte del área destino

Lectura se detiene al llegar al delimitador

Si se omite delimitador, asume ‘\n’

Caracter delimitador es removido del flujo

Función istream::read()

• Función istream& read(char *p, n) lee n bytes desde el flujo de entrada, y los almacena a partir del puntero p dado

Retorna el flujo de entrada

Termina anticipadamente al encontrar EOF

En ese caso, se activa failbit y eofbit

gcount() retorna número de caracteres leídos

Función istream::readsome()

•streamsize readsome(char *p, n) lee n bytes desde el flujo de entrada, y los almacena a partir del puntero p dado

Lee todos los bytes disponibles en el buffer

Retorna el número de caracteres leídos

No termina anticipadamente con EOF

gcount() retorna número de caracteres leídos

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Función istream::ignore()

•iostream& ignore(int n, char delim) lee n caracteres desde un flujo de entrada y los ignora

Lectura se detiene si encuentra delim

Delimitador es removido del flujo de entrada

Si éste se omite, el delimitador por omisión es EOF

Retorna el flujo de entrada

istream::ignore() ignora un caracter

Función istream::gcount()

• Función gcount() retorna el número de caracteres extraídos del flujo por la operación de lectura anterior

Aplicable a funciones : get(), getline(), ignore(), peek(), read(), readsome(), putback() y unget()

En los casos de unget() y putback(), gcount() siempre retorna 0

Función istream::peek()

•int peek() lee el siguiente caracter desde el flujo de entrada, y luego lo retorna al flujo

int a = cin.peek();

En caso de error, retorna EOF

Siguiente caracter queda entonces

disponible en el flujo para la siguiente lectura

Función istream::unget()

•istream& unget() devuelve el último caracter leído al flujo de entrada, y decrementa el puntero de lectura get pointer en 1

Función retorna el flujo de entrada

Llamada posterior a gcount() retorna 0

Función istream::putback()

•istream& putback(char c) retorna caracter c al flujo, y decrementa el puntero de lectura en el flujo get pointer en 1

cin.putback(c);

La función retorna el flujo de entrada

Similar a unget(), pero es posible definir el caracter a retornar al flujo

Si c no fue el último carácter extraído, se activa badbit

Función istream::sync()

• Fuerza el vaciado de los buffers del flujo de entrada, sincronizando su contenido

• Aplicable a flujos istream

• Caracteres aún no leídos en el flujo de entrada son descartados

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Función ostream::put()

• La función ostream& put(char c) escribe el caracter c en el flujo de salida

Aplicable a flujos de salida ostream

Incrementa el put pointer en 1

Retorna el flujo de salida

El estado del flujo indica si la operación fue exitosa

Función ostream::write()

• Función ostream& write(char *p, n) escribe n bytes a partir del puntero p dado en el flujo de salida

Retorna el flujo de salida

El estado del flujo indica si la operación fue exitosa

Función ostream::flush()

• Función ostream& flush() fuerza la escritura de los buffers del flujo, sincronizando su contenido

• Aplicable a flujos ostream

• Función retorna el flujo de salida

• Fin de línea endl también fuerza un flush de los buffers

Funciones de estado

• Para determinar estado del flujo

bad() es true si hubo falla en operación de lectura ó escritura

fail() es true si hubo falla en lectura ó escritura, u error de otro tipo

Ejemplo: conversión de formatos

eof() es true si se llegó al fin del flujo

good() es true si todas las funciones anteriores son false

clear() limpia el estado del flujo

Punteros a flujos

• Objetos de la biblioteca mantienen punteros a flujos para lectura y/o escritura

Clase istream incluye el get pointer, que apunta a la próxima posición a leer

Clase ostream incluye el put pointer, que apunta a la próxima posición donde escribir

Clase iostream incluye ambos punteros

Posiciones están dadas en caracteres

Lectura de punteros a flujos

• Funciones tellg() y tellp() retornan un entero representando la posición absoluta de get pointer y put pointer, respectivamente

Posición está dada en caracteres

Falla es indicada por resultado -1

Función retorna el flujo asociado

tellg() pertenece a clase istream

tellp() pertenece a clase ostream

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Movimiento de punteros

• Funciones seekg() y seekp() definen nuevas posiciones del get pointer y put pointer

istream& seekg(offset, pos)

Posición pos está dada en caracteres

• No todos los flujos admiten funciones seekg() y seekp()

No son válidas para flujos estándares cin, cout y cerr

• Posición puede ser relativa al comienzo del flujo o relativa a otra posición

seekg(offset, pos), donde offset es

ios::beg: comienzo del flujo

ios::end: final del flujo

ios::cur:posición actual del flujo

• Comportamiento ante accesos fuera del flujo no está definido

#include <fstream>

. . .

ifstream if(“archivo.txt”, istream::binary);

if (is) {

is.seekg(0, is.end);

int largo = is.tellg(); // Calcula el largo is.seekg(0, is.beg);

char *buffer = new char[largo];

is.read(buffer, largo); // Lee todo el archivo if (is)

cout << “Se leyeron ” << is.gcount() << “bytes”

<< endl;

is.close() }

Manejo de archivos

• Hay 3 clases para manipular archivos

ifstream: usada para leer desde un archivo

ofstream: usada para escribir a un archivo

fstream: usada para leer y escribir a un archivo

• Archivos pueden ser abiertos en modo texto o modo binario

Modo texto: interpreta caracteres especiales

Modo binario: no hay caracteres especiales

Manejo de archivos: open() y close()

fstream f;

f.open(nombre, modo)

nombre es el nombre del archivo como un string de C

modo indica el modo de operación con el archivo

• Flujo se cierra con f.close()

Flujo también se cierra al destruir el objeto

Modos de open()

• Modos de open()

ios::in: abrir para entrada de datos

ios::out: abrir para salida de datos

ios::binary: abrir en modo binario

ios::ate: abrir con posición inicial al final del archivo (at end)

ios::app: abrir para agregar datos (append). Se usa en conjunto con ios::out

ios::trunc: abrir con posición inicial el comienzo del archivo, y se borra su contenido

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Modos por omisión

• Modos se deducen del tipo de archivo

ifstream arch1(“entrada.txt”);

Se agrega modo ios::in automáticamente ofstream arch2(“salida.txt”);

Se agrega ios::out automáticamente fstream arch3(“datos.txt”);

Se agregan modos ios::in y ios::out automáticamente

Creación y apertura de archivos

• Constructor por omisión de flujos de archivos también abren el flujo

ofstream arch1;

arch1.open(“datos.txt", ios::out | ios::app | ios::binary);

Equivale a

ofstream arch1(“datos.txt", ios::out | ios::app | ios::binary);

Nótese cómo combinar modos usando |

Archivos binarios

• No se reconocen caracteres especiales

No se consideran delimitadores, espacios, ó saltos de línea

• Acceso mediante read() y write()

char buffer[1000];

f.read(buffer, 1000);

f.write(buffer, 1000);

Manipuladores de entrada/salida

• Objetos especiales para manipular flujos

Usados con operadores << y >>

Manipuladores de salida (clase ostream)

endl: escribe ‘\n’ y sincroniza buffer de salida

ends: escribe ‘\0’ en el buffer de salida

flush: escribe el buffer de salida a su destino

Manipuladores de entrada (clase istream)

ws: lee y descarta espacios en blanco

♣Muchos flujos tienen esta opción activada por omisión

Manipuladores de formato

• Definidos en <iomanip>

setbase: define la base de los números a desplegar. Puede ser 8, 10 ó 16

cout << setbase(16) << 100 << endl;

oct, dec, hex: definen la base a usar cout << hex << 100 << endl;

setw: Define el ancho del próximo campo cout << setw(7) << 100 << endl;

setprecision: define la precisión decimal del siguiente número

cout << setprecision(7) << 3.1415;

setfill: define el caracter a usar como relleno en un número

cout << setw(7) << setfill(‘a’) <<

433;

Tiene como salida aaaa433

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• Definidos en ios

boolalpha/noboolalpha: Imprime true o false para valores booleanos.

showpos/noshowpos: Controla impresión de signo + para los números positivos

uppercase/nouppercase: Usa mayúsculas en números de punto flotante

showpoint/noshowpoint: Siempre imprime el punto en números de punto flotante

showbase/noshowbase: Siempre imprime la base de un número

skipws/noskipws: Ignora los espacios en blanco al leer del flujo

unitbuf/nounitbuf: Siempre sincroniza el flujo después de cada operación inserción en éste

fixed/scientific: tipo de notación a usar en el flujo

left: alinea número a la izquierda en el campo de largo dado por setw y rellena el campo con el caracter dado por setfill

right: alinea número a la derecha en el campo de largo dado por setw y rellena el campo con el caracter dado por setfill

internal: alinea número en el campo de acuerdo a un valor interno, y rellena el campo con el caracter dado por setfill

• Definidos en iomanip

setiosflags: activa los flags de formato del flujo de acuerdo a una máscara

resetiosflags: desactiva los flags de formato del flujo de acuerdo a una máscara

cout << hex <<

setiosflags(ios_base::showbase | ios_base::uppercase) << 100 << endl;

Imprime 0X64

Funciones de formato

• Todo lo que se hace con manipuladores de flujo puede realizarse con funciones de manejo de formato

• Definidas en ios_base

Ejemplo:

cout << showbase;

Equivale a

cout.setf(ios::showbase);

Funciones de formato

flags(): retorna un entero indicando los flags de formato

flags(newflags): asigna un nuevo valor a los flags de formato, y retorna un entero conteniendo los flags de formato antiguos

setf(newflag): asigna un nuevo valor a los flags de formato, y retorna un entero

conteniendo los flags de formato antiguos

unsetf(newflag): limpia los flags de formato especificados