Iostream

iostream是C++中用于数据的流式输入与输出的头文件，屬於C++标准程式库的一部分。ISO/IEC 14882:2003 Programming Languages — C++. [lib.string.streams]/1

iostream 为 Input/Output Stream 的缩写，即是輸入/輸出流。「流」是一連串從I/O設備讀寫的字符。

概述
流输入输出库中的大部分类都是模板类，可以适用于不同的字符类型或操作函数（如字符比较）。常用的一些字符类型的流输入输出已经用typedef定义了相应的模板特化实例。

例如，basic_fstream<CharT,Traits>是文件流输入输出的实现的模板类。它的一个特化实例：fstream是basic_fstream<char,char_traits<char>>的类型别名，换句话说，这是basic_fstream的字符类型为char使用默认字符操作集的特化实例。

流输入输出库中的类可分为两-{zh-cn:类;zh-tw:類}-。一是定义了界面的抽象，适用于任何流类型，无论是文件流、内存缓存区流或者网络socket流。二是对具体数据源与数据汇（sink）的流的实现。C++标准库仅实现了文件流与内存缓冲区流。 

流输入输出库中的类依据是否实现底层或高层操作可分为两类。实现了底层操作的类称作流缓冲区（stream buffer），处理没有任何格式化功能的字符。这些类极少被编程者直接使用。实现高层操作的类称作流，并提供了不同的格式化能力，是构建于流缓冲区之上的。 

下表列出了流输入输出库的所有类的分-{zh-cn:类;zh-tw:類}-：
 Class 解释 Typedefs Stream buffers (底层功能) basic_streambuf 提供了底层的输入输出界面，被具体的数据源与汇实现。罕用streambuf - 字符类型char
wstreambuf - 字符类型wchar_t basic_filebuf 提供了文件流的底层的输入输出界面，被具体的数据源与汇实现。罕用filebuf - 字符类型 char
wfilebuf -字符类型 wchar_t basic_stringbuf 提供了字符文件流的底层的输入输出界面，被具体的数据源与汇实现。罕用stringbuf - 字符类型char
wstringbuf - 字符类型wchar_t Support classes ios_base 管理格式化信息与异常状态  basic_ios 管理流缓冲区ios - 字符类型char
wios - 字符类型wchar_t Input streams buffers (高层功能) basic_istream 包装一个抽象流缓冲区并提供高层输入界面，如格式化能力istream - 字符类型 char
wistream - 字符类型wchar_t basic_ifstream 包装一个文件流缓冲区并提供高层输入界面，如打开关闭流ifstream - 字符类型char
wifstream - 字符类型wchar_t basic_istringstream 包装一个字符串流缓冲区并提供高层输入界面，如访问基础字符串istringstream - 字符类型char
wistringstream - 字符类型wchar_t Output streams buffers (高层功能) basic_ostream 包装一个抽象流缓冲区并提供高层输出界面，如格式化能力ostream - 字符类型char
wostream - 字符类型wchar_t basic_ofstream 包装一个文件流缓冲区并提供高层输出界面，如打开关闭流ofstream - 字符类型char
wofstream - 字符类型wchar_t basic_ostringstream 包装一个字符串流缓冲区并提供高层输出界面，如访问基础字符串ostringstream - 字符类型char
wostringstream - 字符类型wchar_t Input/output streams buffers (高层功能) basic_iostream 包装一个抽象流缓冲区并提供高层输入输出界面，如格式化能力iostream - 字符类型char
wiostream - 字符类型wchar_t basic_fstream 包装一个文件流输入输出缓冲区，并提供高层输入输出界面，如打开关闭文件fstream - 字符类型char
wfstream - 字符类型wchar_t basic_stringstream 包装一个字符串流输入输出缓冲区，并提供高层输入输出界面，如访问基础字符串stringstream - 字符类型char
wstringstream - 字符类型wchar_t

头文件
<ios>包含着ios_base与basic_ios的类的定义，负责信息格式化与关联的流缓冲区。
<istream>包含了basic_istream类模板定义，实现了格式化输入
<ostream>包含了basic_ostream类模板定义，实现了格式化输出
<iostream>包含了basic_iostream类模板定义，实现格式化输入输出
<fstream>包含了basic_ifstream, basic_ofstream与basic_fstream类模板定义，实现格式化文件流的格式化输入、输出
<sstream>包含了basic_istringstream, basic_ostringstream与basic_stringstream 类模板定义，实现格式化字符串流的输入输出
<iomanip>包含了格式化manipulator
<iosfwd>包含了所有的流输入输出库的前向声明（forward declaration） 

支持类
ios_base与basic_ios是两个类处理底层比特流。ios_base存储格式化信息与流的状态。basic_ios管理关联的流缓冲区。basic_ios通常以特化实例ios与wios出现。basic_ios与ios_base很少被程序员直接使用。通常，它们的功能通过其它派生的类，如iostream。

 Typedefs 
 名字 描述ios  basic_ios的char类型特化wios  basic_ios的wchar_t类型特化streamoff  支持内部操作streampos  保存缓冲器指针或文件指针的当前位置 wstreampos  保存宽字符版的缓冲器指针或文件指针的当前位置streamsize  流的尺寸

格式化操纵符（manipulator） 
 名字 描述 boolalpha / noboolalpha  指示流中的bool类型变量是否以true或false，还是以0或1形式出现 skipws / noskipws  指示输入操作时空白符是否被跳过 showbase / noshowbase  指示数的基数记数标志是否显示  showpoint / noshowpoint  指示当浮点数小数部分为0时，是否显示小数部分 showpos / noshowpos  指示对于正数是否显示+符号 unitbuf / nounitbuf  指示输出是否被缓冲 uppercase / nouppercase  指示在16进制整数或浮点数输出时是否使用大写字符 left / right / internal 指出对齐方式 dec / oct/ hex 指示显示整数时的记数法 fixed / scientific/ hexfloat(C++11) / defaultfloat(C++11) 指示浮点数显示时的记数法

输入/输出流
iostream头文件定义了输入输出流对象：cin, cout, cerr, clog分别为标准输入、输出、错误（无缓冲）、簿记（有缓冲）的流对象。都属于std 名字空间。
ostream对象
cout属于ostream类型，重载了左移位算符。cout左移位算符的运算结果为cout自身，这使得连续的左位移操作输出一串数据成为可能。cerr与clog对象是ostream类型。
istream对象
cin是istream类型，重载了右位移算符。

输入设备是按照行来把数据移入流输入缓冲区。也就是说，键盘输入数据时，只有按了换行键，这一行数据才进入缓冲区，可以读取。

表达式cin >> ival从标准输入读入一个值。有两种情况会使一个istream对象的bool转型为false：读到EOF（文件结束标志）或遇到一个无效的值（输入流进入fail状态）。可以用该istream对象的成员函数good()来测试，或者直接(bool)cin来测试。

istream对象的bool转型为false的情况下，此后的所有读入动作都是无操作（nop）。直到调用istream对象的成员函数clear()来清除该对象的内部状态。

缺省情况下，输入操作符丢弃空白符、空格符、制表符、换行符以及回车。如果希望读入上述字符，或读入原始的输入数据，一种方法是使用istream的get()成员函数来读取一个字符，另一种方法是使用istream的getline()成员函数来读取多个字符。istream的read(char* addr, streamsize size)函数从输入流中提取size个连续的字节，并将其放在地址从addr开始的内存中。istream成员函数gcount()返回由最后的get()、getline()、read()调用实际提取的字符数。

输入流有三个函数来测试流状态：即bad(), fail()和eof()。ignore()用来抛掉制定个数的缓冲区中的字节。

其它的istream成员函数：putback( char c ) 将字符放回iostream；unget()往回重置“下一个”istream项；peek()返回下一个字符或EOF，但不要提取出来 。
输出格式化

 方法（函数）

width(int x)  下一个输出的最小字符数目fill(char x)  填充字符precision(int x)  设置浮点数的有效数字的位数

操纵符（manipulator）

操纵符（manipulator）是使用<<或>>算子修改流的对象.

endl  "end line": 流中插入换行符并刷新（flush）流的输出缓冲.ends  "end string": 向流中插入空字符（null character）并刷新（flush）流的输出缓冲.flush  强迫流的输出缓冲写出到输出设备.ws  导致输入流吃掉空白（whitespace）showpoint  指示流要显示小数点与一些数字0 

头文件中iomanip还定义了一些manipulators。

 批评 
某些环境下并不提供共享版本的C++库。导致程序要静态编译入C++标准库，使得程序的尺寸变大。 

示例
使用C++写成的 Hello World 程序如下所示:
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    cout << "Hello, world!" << endl;
    return 0;
}
在这段代码中，文件 iostream 中声明了程序所要输入和输出操作的有关信息。

下述代码创建一个文件'file.txt'并写入文本'Hello World'：

#include <fstream>
int main()
{
    std::ofstream file;// can be merged to std::ofstream file("file.txt");
    file.open("file.txt");
    file << "Hello world!\n";
    file.close();// is not necessary because the destructor closes the open file by default
    return 0;
}

参考文献

外部链接
 C++ reference for input/output library 
Apache C++ Standard Library Iostreams 
Comprehensive tutorial on formatting output in C++. 
Apache C++ Standard Library Iostreams 

Category:C++標準函式庫