实例解析C＋＋/CLI的输入与输出

当使用标准C++编程时，我们已开始接触到两个主要的I/O"工具"：标准C头文件cstdio和标准C++中与流相关的头文件iostream，如果加上Windows的话，那么还有Win32库和MFC库，另外，还有CLI/.NET。本文将要探讨的，就是C++/CLI中的输入与输出。

　　简介

　　日常，我们与文件或设备进行通讯的逻辑通道，称为流。数据可以8位字节或16位Unicode字符形式进行读写，而两者都有其自己的类集；另外，还有用于在字节与字符之间转换的类。其中，字符流通过Stream类及其的派生类实现；字符流通过TextReader与TextWriter类及其的派生类实现。

　　在图1中演示了标准I/O的类继承关系。（带有System命名空间前缀的类与I/O无关，但其却是I/O类的基类。）

　　图1：标准I/O类继承关系

　　System::Object
　　　System::Attribute
　　　　System::ComponentModel::MemberAttribute
　　　　　System::ComponentModel::DescriptionAttribute
　　　　　　IODescriptionAttribute
　　　System::ComponentModel::Component
　　　　FileSystemWatcher
　　　System::Delegate
　　　　FileSystemEventHandler
　　　　　RenamedEventHandler
　　　System::EventArgs
　　　　FileSystemEventArgs
　　　　RenamedEventArgs
　　　System::Exception
　　　　IOException
　　　　　DirectoryNotFoundException
　　　　　EndOfStreamException
　　　　　FileNotFoundException
　　　　PathTooLongException
　　　　System::SystemException
　　　　InternalBufferOverflowException
　　　BinaryReader
　　　BinaryWriter
　　　FileSystemEntry
　　　　Directory
　　　　File
　　　Stream
　　　　BufferedStream
　　　　FileStream
　　　　MemoryStream
　　　TextReader
　　　　StreamReader
　　　　StringReader
　　　TextWriter
　　　　StreamWriter
　　　　StringWriter
　　　System::ValueType
　　　　System::Enum
　　　　　ChangedFilters
　　　　　FileAccess
　　　　　FileMode
　　　　　FileShare
　　　　　FileSystemAttributes
　　　　　SeekOrigin
　　　　　WatcherChangeTypes
　　　　　WatcherTarget
　　　WaitForChangedResult

　　每当一个程序运行时，会自动为我们打开三个流，分别是：

　　·标准输入：一般来说，其被定向到键盘（可以使用Console::SetIn来进行重定向）；可通过其类型为TextReader的Console::In字段来访问。

　　·标准输出：一般来说，其被定向到屏幕（可以使用Console::SetOut来进行重定向）；可通过其类型为TextWriter的Console::Out的字段来访问。标准输出一般用于结果的显示。

　　·标准错误：一般来说，其被定向到屏幕（可以使用Console::SetError来进行重定向）；可通过其类型为TextWriter的Console::Error字段来访问。标准错误一般用于错误信息的显示。

　　在标准流中，可支持多种单字节与多字节字符编码，例如，在大量的日文计算中，或许不会存储为Unicode，但可使用占据一个或多个字节的多种编码形式来存储，如JIS、Shift-JIS、EUC；同样地，在使用字母的"西方国家"中，大量的文本使用EBCDIC编码来存储，而使用UTF-8格式也在日渐增多。字符流隐藏了处理这些编码的复杂性，它们中的某些类可允许指定某种特定的编码形式。对字符编码的详细讨论已经超过了本文的范围，可参阅其他书籍。

　　基本I/O类

　　我们就从TextReader与TextWriter类开始，这两个类提供了一些基本的原语，而所有其他的字符流I/O都是在其上构建的，在例1中演示了这些原语：

　　例1：

using namespace System; /*1*/ using namespace System::IO; void Copy(TextReader^ inStream, TextWriter^ outStream); int main() { 　/*2*/ TextReader^ inStream = Console::In; 　/*3*/ TextWriter^ outStream = Console::Out; 　/*4*/ outStream->Write(static_cast<wchar_t>(inStream->Read())); 　outStream->Write(static_cast<wchar_t>(inStream->Read())); 　/*5*/ outStream->Flush(); 　array<wchar_t>^ buffer = {L'w', L'x', L'y', L'z'}; 　/*6*/ inStream->Read(buffer, 1, 2); 　/*7*/ outStream->Write(buffer); 　/*8*/ Copy(inStream, outStream); 　/*9*/ outStream->Write("{0} * {1} = {2}\n", 10, 5, 10 * 5); 　/*10*/ inStream->Close(); 　/*11*/ outStream->Close(); } /*12*/ void Copy(TextReader^ inStream, TextWriter^ outStream) { 　/*13*/ int c; 　while ((c = inStream->Read()) != -1) 　{ 　　outStream->Write(static_cast<wchar_t>(c)); 　} }

　　在标记1中，我们通过引入命名空间System::IO，以使用标准I/O；在标记2与3中，定义了两个变量：inStream与outStream，分别引用标准输入与输出流。

　　在标记4中，读入一个字符，并直接回写，接着再读写另一个。请留意写操作中的显示转换，这是因为Read返回一个int而不是wchar_t。

　　输出流支持缓冲区刷新--即转储清除，如标记5所示。

　　正如大家在标记6中所看到的，Read方法被重载了，我们之前使用的第一个版本读取并返回一个宽字符，而这个新版本读取一串给定数目的宽字符，并把它们以给定的偏移量，存储在一个宽字符CLI数组中。在此，我们读取了两个字符，并把它们存储在buffer[1]与buffer[2]中，而buffer[0]与buffer[3]未动。

　　在标记7中，我们使用了一个重载版本的Write输出整个数组。

　　在标记8中，调用了Copy把输入中的字符逐个复制到输出中，直至文件结尾。紧接着，在标记9中，用了另一个重载版本的Write以进行格式化的输出，最后，在标记10与11中，关闭了两个流。

　　可在标记13中看到，我们读取的字符存储在一个int类型的变量中，而这样做的原因是，我们需要返回一个代表了合法字符值的值，如文件结尾。通过返回一个int，Read可以返回-1作为文件结尾的值，而在此的Unicode输入值可为范围0-65535中的任意值。

　　代码段1列出了一些输入及与其对应的输出。数字1与数字2被读写出来，接着数字3与数字4被读取并存储在4字符数组的第二个与第三个元素中。在输出数组时，其包含了w、3、4、z；复制读取内容，把余下的字符输出直至文件结尾。最后，格式化输出一行文本。

　　代码段：输入与对应的输出

1234567 12w34z567 Hello there Hello there ^Z 10 * 5 = 50 <end-of-file>