C++中头文件介绍

C++语言不直接处理输入输出，而是通过一簇定义在标准库中的类型来处理IO。这些类型支持从设备读取数据、向设备写入数据的IO操作，设备可以是文件、控制台窗口等。还有一些类型允许内存IO，即，从string读取数据，向string写入数据。

C++/C++11中头文件<iostream>定义了标准输入/输出流对象。包含了<iostream>也自动包含了<ios>、<streambuf>、<istream>、<ostream>和<iosfwd>。

头文件<iostream>中的对象包括：

(1)、narrow characters(char)即窄字符：cin(standard input stream (object))、cout(standard output stream (object))、cerr(standard output stream for errors (object))、clog(standard output stream for logging (object))；

(2)、wide characters(wchar_t)即宽字符：wcin(standard input stream (wide) (object))、wcout(standard output stream (wide)  (object))、wcerr(standard output stream for errors  (wide)  (object))、wclog(standard output stream for logging (wide) (object))。

__PURE_APPDOMAIN_GLOBAL extern _CRTDATA2 istream cin, *_Ptr_cin;
__PURE_APPDOMAIN_GLOBAL extern _CRTDATA2 ostream cout, *_Ptr_cout;
__PURE_APPDOMAIN_GLOBAL extern _CRTDATA2 ostream cerr, *_Ptr_cerr;
__PURE_APPDOMAIN_GLOBAL extern _CRTDATA2 ostream clog, *_Ptr_clog;

__PURE_APPDOMAIN_GLOBAL extern _CRTDATA2 wistream wcin, *_Ptr_wcin;
__PURE_APPDOMAIN_GLOBAL extern _CRTDATA2 wostream wcout, *_Ptr_wcout;
__PURE_APPDOMAIN_GLOBAL extern _CRTDATA2 wostream wcerr, *_Ptr_wcerr;
__PURE_APPDOMAIN_GLOBAL extern _CRTDATA2 wostream wclog, *_Ptr_wclog;

C++ IO heads, templates and class ( https://www.ntu.edu.sg/home/ehchua/programming/cpp/cp10_IO.html )：

IO库：

(1)、istream(输入流)类型，提供输入操作；

(2)、ostream(输出流)类型，提供输出操作；

(3)、cin，一个istream对象，标准输入流，用来从标准输入读取数据；

(4)、cout，一个ostream对象，标准输出流，从标准输出写入数据，输出可以重定向( “>” 或“1>”)到一个指定文件中；用于将数据写入标准输出，通常用于程序的正常输出内容。

(5)、cerr，一个ostream对象，标准错误流，通常用于输出程序错误信息或与其它不属于正常逻辑的输出内容，写入到标准错误，默认情况下，写到cerr的数据是不缓冲的；错误信息可以直接发送到显示器，而无需等到缓冲区或者新的换行符时，才被显示；可以通过” 2> ”方式重定向输出到指定文件中；cerr通常用于输出错误信息或其它不属于程序正常逻辑的输出内容。

(6)、clog：一个ostream对象，标准错误流，关联到标准错误；与cerr区别：cerr和clog都是标准错误流，区别在于cerr不经过缓冲区，直接向显示器输出信息，而clog中的信息默认会存放在缓冲区，缓冲区满或者遇到endl时才输出；默认情况下，写到clog的数据是被缓冲的。clog通常用于报告程序的执行信息，存入一个日志文件中。

(7)、>>运算符，用来从一个istream对象读取输入数据；

(8)、<<运算符，用来向一个ostream对象写入输出数据；

(9)、getline函数，从一个给定的istream读取一行数据，存入一个给定的string对象中。

IO库类型和头文件：iostream定义了用于读写流的基本类型，fstream定义了读写命名文件的类型，sstream定义了读写内存string对象的类型，如下图：

为了支持使用宽字符的语言，标准库定义了一组类型和对象来操纵wchar_t类型的数据。宽字符版本的类型和函数的名字以一个w开始。例如，wcin、wcout和wcerr是分别对应cin、cout和cerr的宽字符版对象。宽字符版本的类型和对象与其对应的普通char版本的类型定义在同一个头文件中。

测试代码如下：

#include "iostream.hpp"
#include <iostream>

// reference: http://www.tutorialspoint.com/cplusplus/cpp_basic_input_output.htm
int test_iostream_cout()
{
	char str[] = "Hello C++";
	std::cout << "Value of str is : " << str << std::endl;

	return 0;
}

int test_iostream_cin()
{
	char name[50];

	std::cout << "Please enter your name: ";
	std::cin >> name;
	std::cout << "Your name is: " << name << std::endl;

	return 0;
}

int test_iostream_clog()
{
	char str[] = "Unable to read....";
	std::clog << "Error message : " << str << std::endl;

	return 0;
}

int test_iostream_cerr()
{
	char str[] = "Unable to read....";
	std::cerr << "Error message : " << str << std::endl;

	return 0;
}

// reference: https://msdn.microsoft.com/en-us/library/6xwbdak2(v=vs.80).aspx
static void TestWide()
{
	int i = 0;
	std::wcout << L"Enter a number: ";
	std::wcin >> i;
	std::wcerr << L"test for wcerr" << std::endl;
	std::wclog << L"test for wclog" << std::endl;
}

int test_iostream_w()
{
	int i = 0;
	std::cout << "Enter a number: ";
	std::cin >> i;
	std::cerr << "test for cerr" << std::endl;
	std::clog << "test for clog" << std::endl;

	TestWide();

	return 0;
}