【程序】给C++的cout和fstream添加Unicode支持，使其能向屏幕或文件输入/输出wchar_t字符串

【程序】

#include <fstream>
#include <iostream>
#include <Windows.h>

#define RDBUF_LEN 200

using namespace std;

ostream &operator << (ostream &os, const wchar_t *wstr)
{
	if (os == cout)
		WriteConsoleW(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE), wstr, wcslen(wstr), NULL, NULL); // 输出到屏幕上
	else
	{
		// 此时wstr是UTF-16编码
		// 将其转换为UTF-8编码后写入文件
		int n = WideCharToMultiByte(CP_UTF8, NULL, wstr, -1, NULL, NULL, NULL, NULL);
		char *p = new char[n];
		WideCharToMultiByte(CP_UTF8, NULL, wstr, -1, p, n, NULL, NULL);
		os.write(p, n - 1);
		delete[] p;
	}
	return os;
}

ostream &operator << (ostream &os, wstring &ws)
{
	os << ws.c_str();
	return os;
}

istream &operator >> (istream &is, wstring &ws)
{
	int n = 0;
	wchar_t *wp;
	if (is == cin)
	{
		/* 从控制台中输入一行字符串 */
		bool complete = false;
		DWORD dwRead; // 实际读到的字符个数
		HANDLE hInput = GetStdHandle(STD_INPUT_HANDLE);
		wp = NULL;
		do
		{
			/* 分次循环读取, 直到遇到换行符 */
			wp = (wchar_t *)realloc(wp, (n + RDBUF_LEN + 2) * sizeof(wchar_t)); // 分配内存时始终为\r\n预留空间
			ReadConsoleW(hInput, wp + n, RDBUF_LEN + 2, &dwRead, NULL);
			if (wp[n + dwRead - 2] == '\r')
			{
				wp[n + dwRead - 2] = '\0'; // 把\r换成\0, 并结束读取
				complete = true;

				// 注意: 当本次只读到\n一个字符时, wp[n + dwRead - 2]指向上一次读到的那一段的最后一个字符, 且一定是\r
				// 例如: [abc][de\r][\n  ], 此时RDBUF_LEN=1, 第二次读的时候n=3, dwRead=3, wp[3+3-2]=wp[4]是e而不是\r, 所以继续
				// 第三次读的时候n=6, dwRead=1, wp[6+1-2]=wp[5]恰好是\r, 因此将\r替换成\0并退出循环
			}
			else
				n += dwRead;
		} while (!complete);
		ws = wp;
		free(wp);
	}
	else
	{
		/* 从文件中读取一行字符串 */
		streampos start_pos = is.tellg(); // 记录开始读取的位置
		char ch;
		while (ch = is.get(), !is.eof() && ch != '\r' && ch != '\n')
			n++; // 寻找换行符或文件结束符出现的位置
		is.seekg(start_pos); // 回到开始位置

		// 读取这一部分内容
		char *p = new char[n + 1];
		is.read(p, n);
		p[n] = '\0';

		// 使文件位置指针跳过换行符
		while (ch = is.get(), !is.eof() && (ch == '\r' || ch == '\n'));
		if (!is.eof())
			is.seekg(-1, ios::cur);

		// 转换成UTF-16编码
		n = MultiByteToWideChar(CP_UTF8, NULL, p, -1, NULL, NULL);
		wp = new wchar_t[n];
		MultiByteToWideChar(CP_UTF8, NULL, p, -1, wp, n);
		delete[] p;
		ws = wp;
		delete[] wp;
	}
	return is;
}

int main(void)
{
	// 从控制台中输入Unicode字符串
	wstring wstr;
	cout << L"请输入一段文字: ";
	cin >> wstr;

	// 打开文件并写入Unicode字符串
	ofstream file("file.txt");
	if (!file.is_open())
	{
		cout << L"文件打开失败" << endl;
		return 0;
	}
	file << L"1234" << endl;
	file << L"简体中文abc" << endl;
	file << L"¿Cómo estás?" << endl;
	file << L"用户输入: " << wstr << endl;
	cout << L"已成功写入" << file.tellp() << L"字节" << endl;
	file.close();

	// 打开文件并从文件中读取Unicode字符串
	ifstream ifile("file.txt");
	cout << endl << endl << endl << L"**********************文件中的内容*********************" << endl;
	while (!ifile.eof())
	{
		ifile >> wstr;
		cout << wstr << endl; // 显示
	}
	ifile.close();
	return 0;
}

【运行结果】

【输出的文件】

【背景知识】
char字符数组能存放任意编码的字符串
wchar_t在Windows系统下一般用来存放UTF-16编码的字符串，Linux下一般是UTF-32字符串
在C/C++中，"xxx"型的字符串的编码与源文件的编码格式一致，而L"xxx"则统一为UTF-16(Windows) / UTF-32(Linux)编码。
在Visual Studio中默认创建的源文件的编码格式是ANSI编码，所以char xxx[] = "xxx"的编码一般都是ANSI。
ANSI的编码格式并不固定，它只是一个编码映射。在简体中文Windows操作系统下，ANSI指向的是GB2312编码。由于英文版系统下ANSI并不指向GB2312编码，所以打开相关的文本文件就会显示为乱码，而打开UTF-8编码的文本文件就不会乱码。
Windows API函数都分为ANSI和Unicode版本。例如SetWindowTextA接受的是char字符数组，因为char字符数组一般都是ANSI编码，而SetWindowTextW接受的是wchar_t字符数组（默认UTF-16编码）
UTF-8、UTF-16和UTF-32是Unicode的三种实现方式。Unicode负责给每个字符编号，而这三种实现方式则按不同的方式存储其编号。

C/C++中自带的printf, cout等库函数都不能正确输出Unicode的字符串，因为它们在输出前都会将Unicode转换成ANSI，导致字符信息丢失，并且这个过程无法阻止。要想输出Unicode字符串只有调用Windows的API函数：WriteConsoleW。对于Unicode字符串的输入也有同样的问题。
本文就是把这个功能封装到了C++的cout里面。