Потокові класи

Потік  - це абстрактне поняття, яке відноситься до будь-якого переносу даних від джерела до приймача. Потоки С++, на відміну від функцій вводу/виводу в стилі С, забезпечують надійну роботу як зі стандартними, так і з визначеними користувачем типами даних, а також одноманітний і зрозумілий систаксис.

Читання даних з потоку називається вийманням, вивід в потік – поміщенням або включенням. Потік визначається як послідовність байтів і не залежить від конкретного пристрою, з яким відбувається обмін (оперативна пам’ять, файл на диску, клавіатура або принтер). Обмін з потоком для збільшення швидкості передачі даних проводиться, як правило, через спеціальну область оперативної пам’яті – буфер. Фактична передача даних виконується при виводі після заповнення буферу, а при вводі – якщо буфер вичерпаний.

За напрямом обміну потоки можна розділити на вхідні (данні вводяться в пам’ять), вихідні (дані виводяться з пам’яті) і двонаправлені (які допускають як виймання, так і включення).

За виглядом пристроїв, з якими працює потік, можна розділити потоки на стандартні, файлові і рядкові.

Стандартні потоки призначені для передачі даних від клавіатури і на екран дисплея, файлові потоки  - для обміну інформацією з файлами на зонішніх носіях даних (наприклад, на магнітному диску), а рядкові потоки – для роботи з масивами символів в оперативній пам’яті.

Для підтримки потоків бібліотека С++ містить ієрархію класів, побудовану на двох базових класах – ios і streambuf. 

Клас ios містить загальні для вводу і виводу поля і методи, клас streambuf забезпечує буферизацію потоків і їх взаємодію з фізичними пристроями. Від цих класів наслідується клас istream для вхідних потоків і ostream – для вихідних. Два останніх класи є базовими для класу iostream,  що реалізує двонаправлені потоки. Нижче в ієрархії класів розміщуються файлові і рядкові потоки. Далі перелічені часто використовувані класи потоків.

ios                    - базовий клас потоків;

istream            - клас вхідніх потоків;

ostream           - клас вихідних потоків;

iostream          - клас двонапрямлених потоків;

istringstream   - клас вхідних рядкових потоків;

ostringstream  - клас вихідних рядкових потоків;

stringstream     - клас двонапрямлених рядкових потоків;

ifstream             - клас вхідних файлових потоків;

ofstream            - клас вихідних файлових потоків;

fstream             -  клас двонапрямлених файлових потоків.

Опис класів знаходиться в заголовочних файлах:

<ios>                   - базавий клас потоків вводу/виводу;

<iosfwd>            - попередні об’яви засобів вводу/виводу;

<istream>          - шаблон потоку вводу;

<ostream>        - шаблон потоку виводу;

<iostream>       - стандартні об’єкти і операції з потоками вводу/виводу;

<fstream>         - потоки вводу/виводу в файли;

<sstream>         - потоки вводу/виводу в рядки;

<strbuf>             - буферизація потоків вводу/виводу;

<iomanip>         - маніпулятори.

Підключення до програми файлів <fstream> і <sstream> автоматично підключає і файл <iostream>, так як він є для них базовим.

Основною перевагою потоків порівняно з функціями вводу/виводу, наслідуваними з бібліотеки С, є контроль типів, а також розширюваність, тобто є можливість працювати з типами, визначеними користувачем. Для цього потрібно визначити операції потоків.

Крім того, потоки можуть працювати з розширеним набором символів wchar_t. Для цього використовуються класи wistream, wostream, wofstream і т. д. . До недоліків потоків можна віднести зниження швидкодії програми, яке в залежності від реалізації компілятора може бути досить відчутним.

Стандартні потоки

Заголовочний файл <iostream> містить, крім опису класів для вводу/виводу, чотири зумовлені об’єкти:

 Ці об’єкти створюються при включенні в програму заголовочного файлу <iostream>, при цьому стають доступними зв’язані з ним засоби вводу/виводу. Імена цих об’єктів можна перепризначити на інші файли або символьні буфери.

В класах istream і ostream операції виймання з потоку >> і поміщення в потік << визначені шляхом перегрузки операції зсуву. Наприклад:

#include <iostream>

using namespace std;

int main()

{

       int a;

cin>>a;

cout<<”Vi  vveli ”<<a;

}