C++ 基本的输入输出

C++ 标准库提供了一组丰富的输入/输出功能，我们将在后续的章节进行介绍。本章将讨论 C++ 编程中最基本和最常见的 I/O 操作。

C++ 的 I/O 发生在流中，流是字节序列。如果字节流是从设备（如键盘、磁盘驱动器、网络连接等）流向内存，这叫做输入操作。如果字节流是从内存流向设备（如显示屏、打印机、磁盘驱动器、网络连接等），这叫做输出操作。

I/O 库头文件

下列的头文件在 C++ 编程中很重要。

标准输出流（cout）

预定义的对象 cout 是 iostream 类的一个实例。cout 对象"连接"到标准输出设备，通常是显示屏。cout 是与流插入运算符 << 结合使用的，如下所示：

#include <iostream>
 
using namespace std;
 
int main( )
{
   char str[] = "Hello C++";
 
   cout << "Value of str is : " << str << endl;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Value of str is : Hello C++

C++ 编译器根据要输出变量的数据类型，选择合适的流插入运算符来显示值。<< 运算符被重载来输出内置类型（整型、浮点型、double 型、字符串和指针）的数据项。

流插入运算符 << 在一个语句中可以多次使用，如上面实例中所示，endl 用于在行末添加一个换行符。

标准输入流（cin）

预定义的对象 cin 是 iostream 类的一个实例。cin 对象附属到标准输入设备，通常是键盘。cin 是与流提取运算符 >> 结合使用的，如下所示：

#include <iostream>
 
using namespace std;
 
int main( )
{
   char name[50];
 
   cout << "请输入您的名称： ";
   cin >> name;
   cout << "您的名称是： " << name << endl;
 
}

当上面的代码被编译和执行时，它会提示用户输入名称。当用户输入一个值，并按回车键，就会看到下列结果：

请输入您的名称： cplusplus
您的名称是： cplusplus

C++ 编译器根据要输入值的数据类型，选择合适的流提取运算符来提取值，并把它存储在给定的变量中。

流提取运算符 >> 在一个语句中可以多次使用，如果要求输入多个数据，可以使用如下语句：

cin >> name >> age;

这相当于下面两个语句：

cin >> name;
cin >> age;

标准错误流（cerr）

预定义的对象 cerr 是 iostream 类的一个实例。cerr 对象附属到标准输出设备，通常也是显示屏，但是 cerr 对象是非缓冲的，且每个流插入到 cerr 都会立即输出。

cerr 也是与流插入运算符 << 结合使用的，如下所示：

#include <iostream>
 
using namespace std;
 
int main( )
{
   char str[] = "Unable to read....";
 
   cerr << "Error message : " << str << endl;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Error message : Unable to read....

标准日志流（clog）

预定义的对象 clog 是 iostream 类的一个实例。clog 对象附属到标准输出设备，通常也是显示屏，但是 clog 对象是缓冲的。这意味着每个流插入到 clog 都会先存储在缓冲区，直到缓冲填满或者缓冲区刷新时才会输出。

clog 也是与流插入运算符 << 结合使用的，如下所示：

#include <iostream>
 
using namespace std;
 
int main( )
{
   char str[] = "Unable to read....";
 
   clog << "Error message : " << str << endl;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Error message : Unable to read....

通过这些小实例，我们无法区分 cout、cerr 和 clog 的差异，但在编写和执行大型程序时，它们之间的差异就变得非常明显。所以良好的编程实践告诉我们，使用 cerr 流来显示错误消息，而其他的日志消息则使用 clog 流来输出。

输入输出流中的函数（模板）：

#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;
int main()
{
    cout<<setiosflags(ios::left|ios::showpoint);  // 设左对齐，以一般实数方式显示
    cout.precision(5);       // 设置除小数点外有五位有效数字 
    cout<<123.456789<<endl;
    cout.width(10);          // 设置显示域宽10 
    cout.fill('*');          // 在显示区域空白处用*填充
    cout<<resetiosflags(ios::left);  // 清除状态左对齐
    cout<<setiosflags(ios::right);   // 设置右对齐
    cout<<123.456789<<endl;
    cout<<setiosflags(ios::left|ios::fixed);    // 设左对齐，以固定小数位显示
    cout.precision(3);    // 设置实数显示三位小数
    cout<<999.123456<<endl; 
    cout<<resetiosflags(ios::left|ios::fixed);  //清除状态左对齐和定点格式
    cout<<setiosflags(ios::left|ios::scientific);    //设置左对齐，以科学技术法显示 
    cout.precision(3);   //设置保留三位小数
    cout<<123.45678<<endl;
    return 0; 
}

测试输出结果：

123.46
****123.46
999.123
1.235e+02

其中 cout.setf 跟 setiosflags 一样，cout.precision 跟 setprecision 一样，cout.unsetf 跟 resetiosflags 一样。

setiosflags(ios::fixed) 固定的浮点显示 
setiosflags(ios::scientific) 指数表示 
setiosflags(ios::left) 左对齐 
setiosflags(ios::right) 右对齐 
setiosflags(ios::skipws 忽略前导空白 
setiosflags(ios::uppercase) 16进制数大写输出 
setiosflags(ios::lowercase) 16进制小写输出 
setiosflags(ios::showpoint) 强制显示小数点 
setiosflags(ios::showpos) 强制显示符号 

cout.setf 常见的标志：

iostream 中定义的操作符：

iomanip 中定义的操作符：