C++ IO 流示例

功能说明

演示 C++ 标准库中的输入输出流（IO Stream）功能，包括控制台输入输出、文件流操作、字符串流以及格式化输出。本示例展示了如何使用 C++ 流式 API 进行各种 IO 操作。

硬件连接

无需外部连接，IO 流为软件功能。如果使用文件流功能，需要确保文件系统已正确初始化。

示例内容

基本控制台输入输出（std::cout、std::cerr）
文件输出流（std::ofstream）写入文件
文件输入流（std::ifstream）读取文件
文件异常处理
字符串流（std::ostringstream、std::istringstream）
格式化输出（精度、宽度、填充、进制等）
自定义类型的流操作符重载

编译

重要提示：在编译前，请先确认您使用的开发板型号。SDK 目前支持以下开发板：

arcs_evb - ARCS EVB 评估板
arcs_mini - ARCS Mini 开发板

根据您的开发板型号，选择对应的编译命令：

在示例目录下执行编译:

# 使用 arcs_evb 开发板
./build.sh -C -DBOARD=arcs_evb

# 或使用 arcs_mini 开发板
./build.sh -C -DBOARD=arcs_mini

Note

如果在 SDK 根目录执行，需要指定示例路径:

# 使用 arcs_evb 开发板
./build.sh -C -S samples/<示例路径> -DBOARD=arcs_evb

# 或使用 arcs_mini 开发板
./build.sh -C -S samples/<示例路径> -DBOARD=arcs_mini

Note

确保已安装对应的工具链。

烧录固件

编译完成后，使用 SDK tools 目录下的 cskburn 工具烧录固件:

./tools/burn/cskburn -s /dev/ttyUSB0 -b 3000000 0x0 build/arcs.bin -C arcs

Note

烧录参数说明：

-s /dev/ttyUSB0：串口设备路径，需要根据实际情况修改 - Linux 系统：通常是 /dev/ttyUSB0 或 /dev/ttyACM0 - 可通过 ls /dev/tty* 命令查看可用串口设备 - 不同开发板或 USB 转串口芯片可能使用不同的设备名
-b 3000000：烧录波特率（3Mbps）
0x0：烧录起始地址
build/arcs.bin：编译生成的固件路径
-C arcs：芯片类型

注意事项：

确保开发板已正确连接到电脑
如果无法识别串口设备，请检查 USB 连接线是否正常，或尝试其他 USB 端口

预期输出

======= Starting IO Stream Tests =======

=== IO Stream Tests ===

=== Basic Console I/O Example ===
这是标准输出流示例。
数字输出: 42
这是标准错误流示例。
嵌入式系统中一般通过其他方式如UART、文件或消息队列获取输入

=== File Output Stream Example ===
before outFile: test_file.txt
filename: test_file.txt
成功写入文件: test_file.txt

=== File Input Stream Example ===
文件 test_file.txt 内容:
  这是第一行文本。
  这是第二行文本。
  数字: 12345
  项目 1: 1
  项目 2: 4
  项目 3: 9
  项目 4: 16
  项目 5: 25

=== File Exception Handling Example ===
尝试打开不存在的文件: this_file_does_not_exist.txt
捕获到文件操作异常: ...
文件 'this_file_does_not_exist.txt' 可能不存在或无法访问

另一种异常处理方式 - 使用ifstream构造后立即检查状态:
捕获到运行时异常: 无法打开文件: this_file_does_not_exist.txt

=== String Stream Example ===
ostringstream的内容:
这是一个字符串流。
可以像使用其他ostream一样使用它:
整数: 42
浮点数: 3.14159
从istringstream解析的数值:
a = 12, b = 34, c = 56, d = 78
总和: 180

=== Formatting Output Example ===
默认精度的π: 3.14159
设置精度为10的π: 3.141592654
默认字段宽度:
42
设置字段宽度为10:
        42
设置填充字符为'*'并左对齐:
42********
十进制: 255
十六进制: ff
八进制: 377
默认布尔值输出: 1, 0
字面布尔值输出: true, false

=== Custom Type Stream Example ===
点p1: (10, 20)
点集合:
  (1, 2)
  (3, 4)
  (5, 6)
预设的点: (7, 8)

======= IO Stream Tests Completed =======

核心 API

API	说明
`std::cout`	标准输出流
`std::cerr`	标准错误流
`std::ofstream`	文件输出流，用于写入文件
`std::ifstream`	文件输入流，用于读取文件
`std::ostringstream`	输出字符串流
`std::istringstream`	输入字符串流
`std::setprecision()`	设置浮点数精度
`std::setw()`	设置字段宽度
`std::setfill()`	设置填充字符
`operator<<`	输出操作符重载
`operator>>`	输入操作符重载

关键代码

// 基本控制台输出
std::cout << "这是标准输出流示例。" << std::endl;
std::cout << "数字输出: " << 42 << std::endl;
std::cerr << "这是标准错误流示例。" << std::endl;

// 文件输出流（示例：函数参数为 filename）
std::ofstream outFile(filename);
if (!outFile) {
    std::cerr << "无法打开文件进行写入: " << filename << std::endl;
    return;
}
outFile << "这是第一行文本。" << std::endl;
outFile.close();

// 文件输入流（示例：函数参数为 filename）
std::ifstream inFile(filename);
if (!inFile) {
    std::cerr << "无法打开文件进行读取: " << filename << std::endl;
    return;
}
std::string line;
while (std::getline(inFile, line)) {
    std::cout << "  " << line << std::endl;
}
inFile.close();

// 字符串流
std::ostringstream oss;
oss << "整数: " << 42 << std::endl;
std::string result = oss.str();

std::istringstream iss("12 34 56 78");
int a, b, c, d;
iss >> a >> b >> c >> d;

// 格式化输出
std::cout << std::setprecision(10) << pi << std::endl;
std::cout << std::left << std::setfill('*') << std::setw(10) << 42 << std::endl;
std::cout << std::hex << value << std::endl;

// 自定义类型流操作符重载（简化示例）
class Point {
    int x, y;
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Point& p);
};
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Point& p) {
    os << "(" << p.x << ", " << p.y << ")";
    return os;
}

格式化选项

数值格式

精度: std::setprecision(n) - 设置浮点数精度
宽度: std::setw(n) - 设置字段宽度
填充: std::setfill(c) - 设置填充字符
对齐: std::left、std::right - 设置对齐方式

进制格式

十进制: std::dec - 默认进制
十六进制: std::hex - 输出十六进制
八进制: std::oct - 输出八进制

布尔值格式

数字格式: 默认输出 1 或 0
字面格式: std::boolalpha - 输出 true 或 false

注意事项

文件检查: 打开文件后必须检查文件流状态（if (!file)），确保文件成功打开
资源管理: 文件流在析构时会自动关闭，但显式调用 close() 更清晰
异常处理: 可以使用 file.exceptions() 设置异常掩码，或手动检查文件状态
字符串流: ostringstream 和 istringstream 在内存中操作，不涉及文件系统
格式化状态: 某些格式化选项（如 std::hex）会持续生效，需要手动重置（std::dec）
操作符重载: 自定义类型的流操作符重载应声明为友元函数，以便访问私有成员
缓冲区: std::endl 会刷新缓冲区，在性能敏感场景中可考虑使用 '\n' 代替
文件系统: 使用文件流前需要确保文件系统已正确初始化（如调用 test_lsfs_init()）