茴字的N種寫法

時間 2020-09-12

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茴字的N種寫法
在Visual C++世界裏，對於每一種需求，幾乎都存在着多種技術實現方式，這些細枝末節層層交錯，從而造成了壯觀的Visual C++技術脈絡圖。本節將實現一個目標，即將孔乙己的「茴」字輸出至某個文件中，並再次讀取出來。其中主要的技術點就是針對文件作一些操做，而Visual C++關於文件的操做方式就很是之多，有Windows API方式、C++標準庫方式等，這些方式如圖2-48所示。

如下詳細介紹使用在Windows系統中以各類方式（優雅的或者鄙俗的）寫出「茴」字。

圖2-48 茴字的N種寫法

一、使用Windows API
API的英文全稱爲Application Programming Interface，Win32 API也就是Microsoft Windows 32位平臺的應用程序編程接口。想想，若是沒有Win32 API，咱們該如何操做文件？本身去驅動磁盤驅動器？本身去編寫硬件驅動程序？不可能。Windows API介於Windows操做系統與應用程序之間，所以它是離Windows操做系統最近的函數接口，它們之間的關係如圖2-49所示。

圖2-49 Windows API的位置

針對文件讀寫這一最基礎的操做，很顯然，Windows會義不容辭地提供操做函數：

HANDLE CreateFile( //建立、打開一個文件

LPCTSTR lpFileName,

DWORD dwDesiredAccess,

DWORD dwShareMode,

LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes,

DWORD dwCreationDisposition,

DWORD dwFlagsAndAttributes,

HANDLE hTemplateFile

);

BOOL WriteFile( //寫文件

HANDLE hFile,

LPCVOID lpBuffer,

DWORD nNumberOfBytesToWrite,

LPDWORD lpNumberOfBytesWritten,

LPOVERLAPPED lpOverlapped

);

BOOL ReadFile( //讀文件

HANDLE hFile,

LPVOID lpBuffer,

DWORD nNumberOfBytesToRead,

LPDWORD lpNumberOfBytesRead,

LPOVERLAPPED lpOverlapped

);

讀者根據如上函數原型，不難理解如何使用Win32 API。在Visual C++中調用Windows API，大部分狀況下須要包含一個windows.h。

如今動手

接下來咱們體驗一下如何調用文件操做API，來完成文件的讀寫。

【程序 2‑11】使用Windows API輸出茴字

01 #include "stdafx.h"

02 #include <windows.h>

03 #include <cstdio>

05 int main()

06 {

07 HANDLE hFile;

08 DWORD nBytes;

10 //寫入文件

11 hFile = CreateFile( _T("test.out"),

12 GENERIC_WRITE,

13 FILE_SHARE_WRITE,

14 NULL,

15 CREATE_ALWAYS,

16 0,

17 NULL );

18 char msg[] = "茴香豆的茴";

19 if( hFile != INVALID_HANDLE_VALUE )

20 {

21 WriteFile( hFile, msg, sizeof(msg) - 1, &nBytes, NULL );

22 CloseHandle(hFile);

23 }

25 //讀取文件

26 hFile = CreateFile( _T("test.out"),

27 GENERIC_READ,

28 FILE_SHARE_READ,

29 NULL,

30 OPEN_ALWAYS,

31 0,

32 NULL );

33 if( hFile != INVALID_HANDLE_VALUE )

34 {

35 char line[256] = {0};

36 BOOL bResult;

37 bResult = ReadFile(hFile,

38 line,

39 sizeof(line),

40 &nBytes,

41 NULL) ;

43 if (nBytes != 0 )

44 {

45 printf("%s\r\n", line);

46 }

48 CloseHandle(hFile);

49 }

50 }
運行該程序，讀者將會發現項目目錄下會生成一個test.out文件，同時控制檯輸出結果如圖2-50所示。

圖2-50 運行結果

能夠看出，使用Windows API進行編程，代碼的可讀性並非很高。所以通常狀況下，咱們推薦使用標準庫或者MFC類來進行操做。

光盤導讀

該項目對應於光盤中的目錄「\ch02\ WinApiWriter」。

2 、使用C++標準庫（stdcpp）
標準C++提供了常見的操做類和操做函數，如：針對文件處理，標準C++在<fstream>中就提供了fstream類。

通常咱們說起「C++標準庫（C++ standard library）」，它實際上包含一堆頭文件（.h）、實現文件（.cpp）及目標庫文件（.lib）等，其中包含的內容以下所示。

l 函數：函數的定義，如rand()函數用以獲取隨機數。

l 常量：一些常量的定義。

l 宏：一些宏的定義，如RAND_MAX。

l 類：公用類的定義，如string。

l 對象：公用對象的定義，如用以控制檯輸出的cout。

l 模板：C++標準庫中最多的就是類模板和函數模板的定義。

不一樣的C++庫完成對不一樣操做的封裝，爲C++程序員提供基本的操做能力。通常認爲C++標準庫可進行以下分類，如圖2-51所示。

圖2-51 C++標準庫的組成

l 字符串：用以完成字符串的封裝和操做。

l 輸入/輸出流：用以操做輸入、輸出流。

l 複數：用來進行復數類型的運算。

l 異常診斷：用來定義異常類和提供診斷的方法。

l C語言庫：舊版的C標準庫。

l 標準模板庫：STL容器、泛型算法庫。

l 其餘工具庫：包括函數對象類、內存操做類等。

C++標準庫中定義的成員都包括在std（標準standard的縮寫）名字空間裏。因此調用庫函數時別忘了對std名字空間的使用聲明：

using namespace std;

如今動手

標準C++提倡使用流（stream）來操做文件，接下來咱們體驗如何使用文件流fstream來操做文件輸入/輸出。

【程序 2‑12】使用fstream輸出茴字

01 #include "stdafx.h"

02 #include <iostream>

03 #include <fstream>

05 using namespace std;

07 int main()

08 {

09 //寫入文件

10 ofstream out("test.out");

11 out << "茴香豆的茴";

12 out.close();

14 //讀取文件

15 ifstream in("test.out");

16 char line[256];

17 in.getline(line, 256);

18 cout << line << endl;

20 return 0;

21 }
光盤導讀

該項目對應於光盤中的目錄「\ch02\ FstreamWriter」。

三、使用CRT（C運行時期庫）
在遙遠的C語言時代，C語言就提供了豐富的函數庫，如<stdio.h>，它即對應於標準輸入/輸出的功能庫。

在C++中，這些C標準庫得以保留，但C++再也不同意以下方式使用傳統的C頭文件：

#include <stdlib.h>

int i = rand();

C++鼓勵使用<cstdlib>這樣的形式替換「.h」的寫法：

#include <cstdlib>

前綴c的含義在於這是一個C標準庫。C標準庫的內容會被C++同時置於全局名字空間和std名字空間，因此對隨機函數rand()的調用也能夠寫成：

std::rand()

C標準庫主要包括在表2-5所示的頭文件中。

頭文件	含義
<cassert>	診斷庫
<cctype>	字符處理函數庫
<cerrno>	錯誤定義
<cfloat>	浮點類型
<climits>	整型數值的尺寸定義
<clocale>	國際化庫
<cmath>	數學庫
<csetjmp>	跳轉函數庫
<csignal>	信號處理庫
<cstdarg>	可變參數處理
<cstddef>	標準定義庫
<cstdio>	標準輸入、輸出庫
<cstdlib>	標準工具庫
<cstring>	字符串函數庫
<ctime>	時間庫

在<cstdlib>中其實就有操做文件的函數：

FILE *fopen( //建立、打開一個文件

const char* filename,

const char* mode

);

int fclose( //關閉文件

FILE* stream

);

int fprintf( //向文件輸出指定格式的文本

FILE* stream,

const char* format [, argument ]...

);

int fscanf( //從文件讀取指定格式的文本

FILE* stream,

const char* format [, argument ]...

);

如今動手

接下來，咱們體驗如何採用CRT庫函數來操做文件。

【程序 2-13】使用CRT輸出茴字

01 #include "stdafx.h"

02 #include <cstdio>

04 int main()

05 {

06 //寫入文件

07 FILE * fp = fopen("test.out", "w");

08 fprintf(fp, "茴香豆的茴");

09 fclose(fp);

11 //讀取文件

12 fp = fopen("test.out", "r");

13 char line[256];

14 fscanf(fp, "%s", line);

15 printf("%s\r\n", line);

16 fclose(fp);

18 return 0;

19 }

輸出結果如圖2-50所示。

好奇的讀者能夠在項目的當前目錄找到輸出文件test.out，它的內容如圖2-52所示。

圖2-52 使用CRT庫函數生成的文件

光盤導讀

該項目對應於光盤中的目錄「\ch02\ CrtWriter」。

四、使用CRT庫的寬字符版本
標準C++引入了寬字符wchar_t，用來表達像中文這樣的寬文本，對應地，與字符（char）相關的CRT庫函數基本上都有其寬字符（wchar_t）版本。

FILE *_wfopen(

const wchar_t* filename,

const wchar_t* mode

);

int fwprintf(

FILE* stream,

const wchar_t* format [, argument ]...

);

int fwscanf(

FILE* stream,

const wchar_t* format [, argument ]...

);

如今動手

接下來，咱們體驗如何採用CRT庫函數的寬字符版原本操做文件，並輸出茴字。

【程序 2-14】使用CRT的寬字符版本輸出茴字

01 #include "stdafx.h"

02 #include <cstdio>

03 #include <clocale>

05 int main()

06 {

07 setlocale(LC_ALL, "chs");

09 //寫入文件

10 FILE * fp = _wfopen(L"test.out", L"w,ccs=UNICODE");

11 fwprintf(fp, L"%s", L"茴香豆的茴");

12 fclose(fp);

14 //讀取文件

15 fp = _wfopen(L"test.out", L"r,ccs=UNICODE");

16 wchar_t line[256];

17 fwscanf(fp, L"%s", line);

18 wprintf(L"%s\r\n", line);

19 fclose(fp);

20 return 0;

21 }
光盤導讀

該項目對應於光盤中的目錄「\ch02\ CrtWcharWriter」。

提示

注意以上代碼中setlocale()的用法，它將當前的時區設定爲「chs」，即採用簡體中文編碼方式。若是讀者忘記了該行，那麼像wprintf()這樣的函數頗有可能沒法正確輸出寬字符。

5 、使用CRT庫的安全版本
Visual C++爲一些CRT函數提供了安全版本，即secure version，這些安全版本的函數加強了參數校驗、緩衝區大小檢測、格式化參數校驗等功能。原先那些舊的函數在Visual C++中會被提示成「deprecated（不建議使用）」，如圖2-53所示。

圖2-53 不安全的CRT調用

負責任的程序員應該依照這些警告，改用安全的版本。好比，前面用到的函數都具備相應的的安全版本：

errno_t fopen_s(

FILE** pFile,

const char *filename,

const char *mode

);

int fprintf_s(

FILE *stream,

const char *format [,

argument ]...

);

int fwprintf_s(

FILE *stream,

const wchar_t *format [,

argument ]...

);

int fscanf_s(

FILE *stream,

const char *format [,

argument ]...

);

int fwscanf_s(

FILE *stream,

const wchar_t *format [,

argument ]...

);

後綴_s代表該函數是一個安全版本（secure version）。

如今動手

接下來，咱們體驗如何採用CRT庫函數的secure版原本操做文件。

【程序 2‑15】使用CRT庫的安全版本輸出茴字

01 #include "stdafx.h"

02 #include <cstdio>

04 int main()

05 {

06 //寫入文件

07 FILE * fp;

08 fopen_s(&fp, "test.out", "w");

09 fprintf_s(fp, "茴香豆的茴");

10 fclose(fp);

12 //讀取文件

13 fopen_s(&fp, "test.out", "r");

14 char line[256];

15 fscanf_s(fp, "%s", line, 256);

16 printf_s("%s\r\n", line);

17 fclose(fp);

19 return 0;

20 }
光盤導讀

該項目對應於光盤中的目錄「\ch02\ CrtSafeWriter」。

六、使用MFC/ATL
MFC更多的工做在於：它們將Widnows API函數包裝成對象類及其成員函數。MFC的這種中間位置與標準C++很相似，只不過它僅用於Windows操做系統，MFC的位置如圖2-54所示。

好比，針對文件的操做，MFC就封裝了CFile類，CFile的UML類圖簡略如圖2-55所示。

圖2-54 MFC/ATL的位置圖2-55 MFC封裝的CFile類

若是咱們再較真一點地話，就能夠經過調試等手段進入到CFile::Remove()函數的定義，來觀察CFile的廬山真面目：

void PASCAL CFile::Remove(LPCTSTR lpszFileName)

{

if (!::DeleteFile((LPTSTR)lpszFileName))

CFileException::ThrowOsError((LONG)::GetLastError(),

lpszFileName);

}

原來如此！MFC提供的CFile，其Remove()函數實際上就是簡單的調用一下Windows API「DeleteFile()」而已！

如今動手

使用MFC進行Windows編程，再也不是一種痛苦，以下即爲使用CFile操做文件的例子，爲了讓咱們的控制檯程序支持MFC，請參考2.4.2小節「讓控制檯程序支持MFC/ATL」。

【程序 2-16】使用CFile輸出茴字

01 #include "stdafx.h"

03 #include <afx.h>

05 int main()

06 {

07 //寫入文件

08 CFile file;

09 if(file.Open(_T("test.out"), CFile::modeCreate | CFile::modeWrite))

10 {

11 char line[256] = "茴香豆的茴";

12 file.Write(line, sizeof(line));

13 file.Close();

14 }

16 //讀取文件

17 if(file.Open(_T("test.out"), CFile::modeRead))

18 {

19 char line[256];

20 if(file.Read(line, 256) != 0)

21 {

22 printf("%s\r\n", line);

23 }

25 file.Close();

26 }

28 return 0;

29 }
使用MFC類，傳統的面向函數的編程接口即轉換成MFC類對象的接口，這樣一來，代碼的安全性和可讀性得以大大提升。

光盤導讀

該項目對應於光盤中的目錄「\ch02\ MfcFileWriter」。

7 、使用C++/CLI

前面說起，C++/CLI的目標是把C++帶到CLI平臺上，使C++可以在CLI平臺上發揮最大的能力。經過C++/CLI中的標準擴展，C++具備了原來沒有的動態編程能力及一系列的first class（一等公民）的.NET特性。

讀者有時會發現術語CLI和CLR可交換使用，實際上這二者之間的區別在於：CLI是一種標準規範，而CLR倒是微軟對CLI的實現。當咱們使用C++/CLI時，就能夠經過CLI接口與CLR通訊，而CLR至關於創建在操做系統之上的一個虛擬層。它們之間的調用關係如圖2-56所示。

如今動手

接下來，咱們使用C++/CLI來操做文件並輸出茴字。

【程序 2-17】使用C++/CLI輸出茴字

01 #include "stdafx.h"

03 using namespace System;

04 using namespace System::IO;

06 int main(array<System::String ^> ^args)

07 {

08 String^ path = "test.out";

10 //寫文件

11 StreamWriter^ sw = File::CreateText(path);

12 sw->WriteLine("茴香豆的茴");

13 sw->Close();

15 //讀文件

16 StreamReader^ sr = File::OpenText(path);

17 String^ s = "";

18 if (s = sr->ReadLine())

19 {

20 Console::WriteLine(s);

21 }

22 }
簡直太簡潔了，不是嗎？與本例子相關的.NET Framework 類包括以下。

Console：對應於控制檯輸出。

File：文件類，與CFile類似。

StreamWriter：流的寫入器。

StreamReader：流的讀取器。

光盤導讀

該項目對應於光盤中的目錄「\ch02\ ClrWriter」。

8 、該採用哪種寫法
太多的選擇比沒有選擇更讓人痛苦。綜上所述，C++/CLI的使用彷佛更顯得時髦一些，可是因爲不少緣由，國內傳統Visual C++的用戶仍是不少，咱們大部分的程序員仍是在使用着純的Visual C++。所以，本書中咱們儘可能只介紹本地C++的用法，在本地C++語言中，若是同時又存在着幾種技術實現方法，那麼咱們給讀者的建議是：優先採用MFC和Windows API，其次再使用標準C++的類和CRT函數庫。

本書在談到C++/CLI編程時老是儘可能輕描淡寫，由於C++/CLI畢竟不是C++的標準語法，並且它必須和.NET搭配使用。使用C++/CLI編程，代碼老是顯得極其簡單，可是C++/CLI不是. NET環境下最簡易的編程語言，若是讀者願意在CLR編程投入更多的精力，那麼筆者建議你不妨去嘗試使用其餘語言，如C#。在Visual C++圖書中推薦C#，這彷佛有失厚道，可是程序員就應該這樣，什麼合適就用什麼，語言是工具，咱們不要讓偏心蛻變成不可變通的執拗。

本文出自：《 把脈VC++》

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