一、流的概念

1. 流的概念
   • 流是用于处理数据的输入和输出的通用逻辑接口，在 C++ 中引入
   • 单向性：
     • 流具有一维性（one-dimensional）、单向性（unidirectional）
     • 双向流（如 fstream）需要明确读写方向，因此也可以体现单向性
   • 随机访问：
     • 标准流不支持随机访问，只能按顺序处理数据
     • 文件流支持随机访问，可跳转到任意位置读写
2. 使用流的优势
   • 统一接口：无论操作对象是文件、字符串还是控制台，语法一致
   • 类型安全：通过运算符重载和类型检查避免错误
   • 可扩展性：支持自定义类型的流操作（重载 << 和 >>）
3. 流的名字和所需的头文件

1. 流的分类
   • 文本流（Text Stream）：处理 ASCII 文本
   • 二进制流（Binary Stream）
2. 预定义流
   • cin：标准输入流
   • cout：标准输出流
   • cerr：无缓冲区（unbuffered）错误 / Debug 输出流
   • clog：有缓冲区（buffered）错误 / Debug 输出流

二、流操作 Stream Operations

流操作共分为三种类型：

• 流提取（Extractor）：在流中读取一个值，通过重载运算符 >> 实现
• 流插入（Inserter）：在流中插入一个值，通过重载运算符 << 实现
• 流操纵（Manipulator）：改变流的状态，例如流的显示格式

1. 流提取

1. 预定义的流提取器

   • 包含 char，int，short，long，float，double，char*，void*
   • 流提取器通常忽略前导的空格

2. 定义一个流提取器

   • 流提取器需要是一个自由函数
   • 参数表包含两个参数
     • 第一个参数为 istream&
     • 第二个参数为一个引用类型
   • 返回类型为 istream&

   istream& operator>>(istream& is, T& obj) { return is; }
   
   cin >> a >> b >> c; // ((cin >> a) >> b) >> c;
   

3. 输入流的方法

   • int get()
     • 返回输入流的下一个字符，若流为空返回 EOF
   • get(char *buf, int limit, char delim='\\n')
     • 读取输入流，直至读到 limit 个字符或读到 delim 参数指定的分割字符
     • 返回读到的字符串，并在末尾补上 \\0
     • 返回的字符串中不包含 delim 参数指定的分割字符
   • getline(char *b, int l, char d='\\n')
     • 与 get 类似，但返回的字符串中包含 delim 参数指定的分割字符
   • int gcount()
     • 返回刚刚读取的字符数量
   • void putback(char c)
     • 把一个单字符送回输入流
   • char peek()
     • 查看输入流中的下一个字符是什么，但不把这个字符从输入流中取出

2. 流插入

1. 预定义的流插入器

   • 包含 char，int，short，long，float，double，char*，void*

2. 定义一个流插入器

   • 流插入器需要是一个自由函数
   • 参数表包含两个参数
     • 第一个参数为 ostream&
     • 第二个参数为一个常量引用类型
   • 返回类型为 ostream&

   ostream& operator<<(ostream& os, const T& obj) { return os; }
   
   cout << a << b << c; // ((cout << a) << b) << c;