Библиотека ввода/вывода

C++ включает следующие библиотеки ввода/вывода: библиотеку ввода/вывода на основе потоков стиля OOP на основе потоков, семейство функций печати(с C++23) и стандартный набор функций ввода/вывода стиля C.

Ввод/вывод на основе потоков

Библиотека ввода/вывода на основе потоков организована вокруг абстрактных устройств ввода/вывода. Эти абстрактные устройства позволяют одному и тому же коду обрабатывать ввод/вывод в файлы, потоки памяти или пользовательские адаптеры устройств, которые выполняют произвольные операции (например, сжатие) на лету.

Большинство классов являются шаблонными, поэтому их можно адаптировать к любому базовому типу символов. Для наиболее распространенных базовых типов символов (char и wchar_t) предоставляются отдельные определения типов. Классы организованы в следующей иерархии:

Диаграмма наследования

Определено в заголовке `<ios>`
Абстракция
ios_base	управляет флагами форматирования и исключениями ввода/вывода (класс)
basic_ios	управляет произвольным буфером потока (шаблон класса)
Определено в заголовке `<streambuf>`
basic_streambuf	абстрагирует физическое устройство (шаблон класса)
Определено в заголовке `<ostream>`
basic_ostream	оборачивает заданное абстрактное устройство (`std::basic_streambuf`) и предоставляет интерфейс вывода высокого уровня (шаблон класса)
Определено в заголовке `<istream>`
basic_istream	оборачивает заданное абстрактное устройство (`std::basic_streambuf`) и предоставляет интерфейс ввода высокого уровня (шаблон класса)
basic_iostream	оборачивает заданное абстрактное устройство (`std::basic_streambuf`) и предоставляет интерфейс ввода/вывода высокого уровня (шаблон класса)
Реализация ввода/вывода файлов
Определено в заголовке `<fstream>`
basic_filebuf	реализует физическое устройство файла (шаблон класса)
basic_ifstream	реализует операции ввода из потока файла высокого уровня (шаблон класса)
basic_ofstream	реализует операции вывода в поток файла высокого уровня (шаблон класса)
basic_fstream	реализует операции ввода/вывода из потока файла высокого уровня (шаблон класса)
Реализация ввода/вывода строк
Определено в заголовке `<sstream>`
basic_stringbuf	реализует физическое устройство строки (шаблон класса)
basic_istringstream	реализует операции ввода из потока строки высокого уровня (шаблон класса)
basic_ostringstream	реализует операции вывода в поток строки высокого уровня (шаблон класса)
basic_stringstream	реализует операции ввода/вывода из потока строки высокого уровня (шаблон класса)
Реализации ввода/вывода массивов
Определено в заголовке `<spanstream>`
basic_spanbuf (C++23)	реализует физическое устройство фиксированного буфера символов (шаблон класса)
basic_ispanstream (C++23)	реализует операции ввода из фиксированного буфера символов (шаблон класса)
basic_ospanstream (C++23)	реализует операции вывода в фиксированный буфер символов (шаблон класса)
basic_spanstream (C++23)	реализует операции ввода/вывода из фиксированного буфера символов (шаблон класса)
Определено в заголовке `<strstream>`
strstreambuf (устарело в C++98)	реализует физическое устройство массива символов (класс)
istrstream (устарело в C++98)	реализует операции ввода из массива символов (класс)
ostrstream (устарело в C++98)	реализует операции вывода в массив символов (класс)
strstream (устарело в C++98)	реализует операции ввода/вывода из массива символов (класс)
Синхронизированный вывод
Определено в заголовке `<syncstream>`
basic_syncbuf (C++20)	оболочка синхронизированного устройства вывода (шаблон класса)
basic_osyncstream (C++20)	оболочка синхронизированного потока вывода (шаблон класса)

Типы-псевдонимы

В пространстве имен std предоставлены следующие типы-псевдонимы для распространенных типов символов:

Тип	Определение
Определено в заголовке `<ios>`
`std::ios`	std::basic_ios<char>
`std::wios`	std::basic_ios<wchar_t>
Определено в заголовке `<streambuf>`
`std::streambuf`	std::basic_streambuf<char>
`std::wstreambuf`	std::basic_streambuf<wchar_t>
Определено в заголовке `<istream>`
`std::istream`	std::basic_istream<char>
`std::wistream`	std::basic_istream<wchar_t>
`std::iostream`	std::basic_iostream<char>
`std::wiostream`	std::basic_iostream<wchar_t>
Определено в заголовке `<ostream>`
`std::ostream`	std::basic_ostream<char>
`std::wostream`	std::basic_ostream<wchar_t>
Определено в заголовке `<fstream>`
`std::filebuf`	std::basic_filebuf<char>
`std::wfilebuf`	std::basic_filebuf<wchar_t>
`std::ifstream`	std::basic_ifstream<char>
`std::wifstream`	std::basic_ifstream<wchar_t>
`std::ofstream`	std::basic_ofstream<char>
`std::wofstream`	std::basic_ofstream<wchar_t>
`std::fstream`	std::basic_fstream<char>
`std::wfstream`	std::basic_fstream<wchar_t>
Определено в заголовке `<sstream>`
`std::stringbuf`	std::basic_stringbuf<char>
`std::wstringbuf`	std::basic_stringbuf<wchar_t>
`std::istringstream`	std::basic_istringstream<char>
`std::wistringstream`	std::basic_istringstream<wchar_t>
`std::ostringstream`	std::basic_ostringstream<char>
`std::wostringstream`	std::basic_ostringstream<wchar_t>
`std::stringstream`	std::basic_stringstream<char>
`std::wstringstream`	std::basic_stringstream<wchar_t>
Определено в заголовке `<spanstream>`
`std::spanbuf` (C++23)	std::basic_spanbuf<char>
`std::wspanbuf` (C++23)	std::basic_spanbuf<wchar_t>
`std::ispanstream` (C++23)	std::basic_ispanstream<char>
`std::wispanstream` (C++23)	std::basic_ispanstream<wchar_t>
`std::ospanstream` (C++23)	std::basic_ospanstream<char>
`std::wospanstream` (C++23)	std::basic_ospanstream<wchar_t>
`std::spanstream` (C++23)	std::basic_spanstream<char>
`std::wspanstream` (C++23)	std::basic_spanstream<wchar_t>
Определено в заголовке `<syncstream>`
`std::syncbuf` (C++20)	std::basic_syncbuf<char>

END_OF_DOCUMENT_MARKER

`std::wsyncbuf` (C++20)	std::basic_syncbuf<wchar_t>
`std::osyncstream` (C++20)	std::basic_osyncstream<char>
`std::wosyncstream` (C++20)	std::basic_osyncstream<wchar_t>

Предварительно определённые стандартные потоковые объекты

Определено в заголовке `<iostream>`
cinwcin	считывает из стандартного потока ввода C `stdin` (глобальный объект)
coutwcout	записывает в стандартный поток вывода C `stdout` (глобальный объект)
cerrwcerr	записывает в стандартный поток ошибок C `stderr`, небуферизованно (глобальный объект)
clogwclog	записывает в стандартный поток ошибок C `stderr` (глобальный объект)

Операторы манипуляции I/O

Библиотека ввода-вывода на основе потоков использует операторы манипуляции I/O (например, std::boolalpha, std::hex, и т.д.) для управления поведением потоков.

Типы

Определены следующие вспомогательные типы:

Определено в заголовке `<ios>`
streamoff	представляет относительную позицию файла/потока (смещение от fpos), достаточно для представления любого размера файла (typedef)
streamsize	представляет количество символов, переданных в операции ввода-вывода, или размер буфера ввода-вывода (typedef)
fpos	представляет абсолютную позицию в потоке или файле (шаблон класса)

Предоставлены следующие псевдонимы типов для std::fpos<std::mbstate_t>:

Определено в заголовке `<iosfwd>`
Тип	Определение
`std::streampos`	std::fpos<std::char_traits<char>::state_type>
`std::wstreampos`	std::fpos<std::char_traits<wchar_t>::state_type>
`std::u8streampos` (C++20)	std::fpos<std::char_traits<char8_t>::state_type>
`std::u16streampos` (C++11)	std::fpos<std::char_traits<char16_t>::state_type>
`std::u32streampos` (C++11)	std::fpos<std::char_traits<char32_t>::state_type>

Интерфейс категории ошибок

Определено в заголовке `<ios>`
io_errc (C++11)	коды ошибок потоков ввода-вывода (перечисление)
iostream_category (C++11)	определяет категорию ошибок iostream (функция)

Функции вывода (с C++23)

Функции вывода Unicode-совместимой семьи, выполняющие форматированный ввод-вывод на уже отформатированных текстах. Они приносят все преимущества производительности std::format, по умолчанию не зависят от локали, уменьшают глобальное состояние, избегают выделения временного std::string объекта и вызова operator<<, и в целом делают форматирование более эффективным по сравнению с потоками iostream и stdio.

Предоставлены следующие функции, похожие на функции вывода:

Определено в заголовке `<print>`
print (C++23)	выводит в `stdout` или в поток файла с использованием форматированного представления аргументов (шаблон функции)
println (C++23)	аналогично `std::print` за исключением того, что каждый вывод завершается дополнительной новой строкой (шаблон функции)
vprint_unicode (C++23)	выводит в Unicode-совместимый `stdout` или в поток файла с использованием типобезопасного представления аргументов (функция)
vprint_nonunicode (C++23)	выводит в `stdout` или в поток файла с использованием типобезопасного представления аргументов (функция)
Определено в заголовке `<ostream>`
print(std::ostream) (C++23)	выводит форматированное представление аргументов (шаблон функции)
println(std::ostream) (C++23)	выводит форматированное представление аргументов с добавленной `'\n'` (шаблон функции)

Ввод/вывод в стиле C

В C++ также включены функции ввода/вывода, определенные в C, такие как std::fopen, std::getc, и т. д.

© cppreference.com
Licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike Unported License v3.0.
https://en.cppreference.com/w/cpp/io

Библиотека ввода/вывода

Ввод/вывод на основе потоков

Абстракция

Реализация ввода/вывода файлов

Реализация ввода/вывода строк

Реализации ввода/вывода массивов