14.1.5　3种输入输出机制

C++语言的输入输出机制包含3层，前两种是从传统的C语言继承而来的，分别是底层I/O和高层I/O，第3种是C++中增添的流类库，这是本章讨论的重点。

1.底层I/O

底层I/O依赖于操作系统来实现，调用操作系统的功能对文件进行输入输出处理，具有较高的速度。底层I/O将外部设备和磁盘文件都等同于逻辑文件，采用相同的方法进行处理，一般过程为打开文件、读写文件和关闭文件，这些是通过一组底层I/O函数来完成的，这些函数定义在头文件io.h中。

注意

如果要对串口进行读写操作，可以用底层I/O，也可以用即将介绍的高层I/O。

因为底层I/O涉及很多硬件知识，需要程序员对要操作的设备有一定的了解，因此，本章不对底层I/O进行具体的讨论，感兴趣的读者可查阅相关资料。

2.高层I/O

高层I/O是在底层I/O的基础上扩展而来的，仍旧将外部设备和磁盘文件进行统一的处理，但处理的方式更为灵活，提供的一组处理函数定义在头文件stdio.h中，新的C++标准头文件为＜cstdio＞，提供的这些函数大体可分为两类，即一般文件函数（外部设备和磁盘文件）和标准I/O函数。

一般文件函数的操作过程和底层I/O函数类似，分为打开文件、读写文件和关闭文件3个步骤，但标准I/O函数面向的是标准设备，如stdin（标准输出设备，一般是键盘）和stdout（标准输出设备，一般是显示器），不需要对这些设备进行打开和关闭操作，标准I/O文件函数有以下几类。

❑字符处理函数：“int getchar（void）；”用于从标准输入设备（默认键盘）读取一个字符，并返回所读字符值，以及“int pubchar（int c）；”用于向标准输出设备（默认显示器）输出一个字符c。

❑C风格字符串处理函数：“chargets（chars）；”从标准输入设备读取字符，存储在指针s指向的字符数组中，直到读入换行符或文件末尾标记EOF，写入空字符'\0'，并将换行符抛弃，如果写入了字符则返回s，否则返回NULL，以及“int puts（const char*s）；”将以空字符结尾的串s输出到标准设备中，调用成功则返回非负值，否则返回EOF。

❑格式化处理函数：“int scanf（const charctl_string，……）”用于格式化输入，以及“int printf（const charctl_string，……）”用于格式化输出。

底层I/O和高层I/O不具备扩展机制，不能输出自定义的类型，稍后会有关于高层I/O的详细介绍。

3.流类库

除了从C语言中继承了上述两种I/O机制外，C++还有一种输出机制，即流类库（iostream类库），这是C++所特有的，iostream类库为内置类型对象提供了输入输出支持，也支持文件的输入输出，另外类的设计者可以通过运算符重载机制对iostream库进行扩展，来支持自定义类型的输入输出操作。