Библиотека ввода-вывода

C++ включает следующие библиотеки ввода-вывода: библиотеку в стиле ООП, основанную на потоках, набор функций для вывода(начиная с C++23), а также стандартный набор функций ввода-вывода в стиле 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 выполнять ввод-вывод в файлы, потоки памяти или пользовательские устройства-адаптеры, которые на лету выполняют произвольные операции (например, сжатие).

Большинство классов являются шаблонными, поэтому их можно адаптировать к любому базовому типу символов. Для наиболее распространённых базовых типов символов (char и wchar_t) предусмотрены отдельные псевдонимы типов. Классы организованы в следующую иерархию:

Диаграмма наследования

Определён в заголовке `<ios>`
Абстракция
ios_base	управляет флагами форматирования и исключениями ввода-вывода (класс)
basic_ios	управляет произвольным буфером потока (шаблон класса)
Определён в заголовке `<streambuf>`
basic_streambuf	абстрагирует низкоуровневое устройство (шаблон класса)
Определён в заголовке `<ostream>`
basic_ostream	оборачивает заданное абстрактное устройство (`std::basic_streambuf`) и предоставляет высокоуровневый интерфейс вывода (шаблон класса)
Определён в заголовке `<istream>`
basic_istream	оборачивает заданное абстрактное устройство (`std::basic_streambuf`) и предоставляет высокоуровневый интерфейс ввода (шаблон класса)
basic_iostream	оборачивает заданное абстрактное устройство (`std::basic_streambuf`) и предоставляет высокоуровневый интерфейс ввода-вывода (шаблон класса)
Реализация файлового ввода-вывода
Определён в заголовке `<fstream>`
basic_filebuf	реализует низкоуровневое файловое устройство (шаблон класса)
basic_ifstream	реализует высокоуровневые операции ввода из файлового потока (шаблон класса)
basic_ofstream	реализует высокоуровневые операции вывода в файловый поток (шаблон класса)
basic_fstream	реализует высокоуровневые операции ввода-вывода файлового потока (шаблон класса)
Реализация ввода-вывода строк
Определён в заголовке `<sstream>`
basic_stringbuf	реализует низкоуровневое строковое устройство (шаблон класса)
basic_istringstream	реализует высокоуровневые операции ввода из строкового потока (шаблон класса)
basic_ostringstream	реализует высокоуровневые операции вывода в строковый поток (шаблон класса)
basic_stringstream	реализует высокоуровневые операции ввода-вывода строкового потока (шаблон класса)
Реализации ввода-вывода массивов
Определён в заголовке `<spanstream>`
basic_spanbuf (C++23)	реализует низкоуровневое устройство с фиксированным буфером символов (шаблон класса)
basic_ispanstream (C++23)	реализует операции ввода из буфера символов фиксированного размера (шаблон класса)
basic_ospanstream (C++23)	реализует операции вывода в буфер символов фиксированного размера (шаблон класса)
basic_spanstream (C++23)	реализует операции ввода-вывода буфера символов фиксированного размера (шаблон класса)
Определён в заголовке `<strstream>`
strstreambuf (устарел в C++98)(удалён в C++26)	реализует низкоуровневое устройство на основе массива символов (класс)
istrstream (устарел в C++98)(удалён в C++26)	реализует операции ввода из массива символов (класс)
ostrstream (устарел в C++98)(удалён в C++26)	реализует операции вывода в массив символов (класс)
strstream (устарел в C++98)(удалён в C++26)	реализует операции ввода-вывода массива символов (класс)
Синхронизированный вывод (начиная с C++20)
Определён в заголовке `<syncstream>`
basic_syncbuf (C++20)	обёртка устройства синхронизированного вывода (шаблон класса)
basic_osyncstream (C++20)	обёртка потока синхронизированного вывода (шаблон класса)

Псевдонимы типов

В пространстве имён std определены следующие псевдонимы типов для распространённых типов символов:

Тип	Определение
Определён в заголовке `<ios>`
`std::ios`	std::basic_ios<char>
`std::wios`	std::basic_ios<wchar_t>
Определён в заголовке `<streambuf>`
`std::streambuf`	std::basic_streambuf<char>
`std::wstreambuf`	std::basic_streambuf<wchar_t>
Определён 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>
Определён в заголовке `<ostream>`
`std::ostream`	std::basic_ostream<char>
`std::wostream`	std::basic_ostream<wchar_t>
Определён 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>
Определён 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>
Определён 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>
Определён в заголовке `<syncstream>`
`std::syncbuf` (C++20)	std::basic_syncbuf<char>
`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>

Предопределённые объекты стандартных потоков

Определён в заголовке `<iostream>`
cinwcin	читает 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` без буферизации (глобальный объект)
clogwclog	записывает в стандартный поток ошибок C `stderr` (глобальный объект)

Манипуляторы ввода-вывода

Библиотека ввода-вывода на основе потоков использует манипуляторы ввода-вывода (например, std::boolalpha, std::hex и т. д.) для управления поведением потоков.

Типы

Определены следующие вспомогательные типы:

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

Предусмотрены следующие имена псевдонимов типов для std::fpos<std::mbstate_t>:

Определён 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 (начиная с C++11)

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

Функции вывода (начиная с C++23)

Функции семейства вывода с поддержкой Unicode выполняют форматированный ввод-вывод текста, который уже отформатирован. Они обеспечивают все преимущества в производительности std::format, по умолчанию не зависят от локали, сокращают использование глобального состояния, позволяют избежать выделения временного объекта std::string и вызова operator<<, а в целом делают форматирование эффективнее по сравнению с iostream и stdio.

Предусмотрены следующие функции, подобные функциям вывода:

Определено в заголовочном файле `<print>`
print (C++23)	выводит данные в `stdout` или файловый поток, используя форматированное представление аргументов (шаблон функции)
println (C++23)	то же, что `std::print`, за исключением того, что после каждого вывода добавляется новая строка (шаблон функции)
vprint_unicodevprint_unicode_buffered (C++23)	выводит данные в `stdout` с поддержкой Unicode или файловый поток, используя представление аргументов со стиранием типа (функция)
vprint_nonunicodevprint_nonunicode_buffered (C++23)	выводит данные в `stdout` или файловый поток, используя представление аргументов со стиранием типа (функция)
Определено в заголовочном файле `<ostream>`
print(std::ostream) (C++23)	выводит форматированное представление аргументов (шаблон функции)
println(std::ostream) (C++23)	выводит форматированное представление аргументов с добавлением `'\n'` (шаблон функции)