概述
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对以上三篇文章,我添加了自己已有的部分知识,并重新地汇总整理
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输入和输出并不是C++语言中的正式组成成分。C和C++本身都没有为输入和输出提供专门的语句结构。输入输出不是由C++本身定义的,而是在编译系统提供的I/O库中定义的。
C++的输出和输入是用“流”(stream)的方式实现的。图3.2和图3.3表示C++通过流进行输入输出的过程。
有关流对象cin、cout和流运算符的定义等信息是存放在C++的输入输出流库中的,因此如果在程序中使用cin、cout和流运算符,就必须使用预处理命令把头文件stream包含到本文件中:
#include <iostream>
尽管cin和cout不是C++本身提供的语句,但是在不致混淆的情况下,为了叙述方便,常常把由cin和流提取运算符“>>”实现输入的语句称为输入语句或cin语句,把由cout和流插入运算符“<<”实现输出的语句称为输出语句或cout语句。根据C++的语法,凡是能实现某种操作而且最后以分号结束的都是语句。
一 输入流与输出流的基本操作
cout语句的一般格式为:
cout<<表达式1<<表达式2<<……<<表达式n;
cin语句的一般格式为:
cin>>变量1>>变量2>>……>>变量n;
在定义流对象,系统会在内存中开辟一段缓冲区,用来暂存输入输出流的数据。在执行cout语句时,先把插入的数据顺序存放在输出缓冲区中,直到输出缓冲区满或遇到cout语句中的endl(或‘n’,ends,flush)为止,此时将缓冲区中已有的数据一起输出,并清空缓冲区。输出流中的数据在系统默认的设备(一般为显示器)输出。
1.1 cout多行格式
cout<<"This is a simple C++ program."<<endl;
可以写成
cout<<"This is " //注意行末尾无分号
<<"a C++ "
<<"program."
<<endl; //语句最后有分号
也可写成多个cout语句,即
cout<<"This is "; //语句末尾有分号
cout <<"a C++ ";
cout <<"program.";
cout<<endl;
以上3种情况的输出均为
This is a simple C++ program.
注意 不能用一个插入运算符“<<”插入多个输出项,如:
cout<<a,b,c; //错误,不能一次插入多项
cout<<a+b+c; //正确,这是一个表达式,
作为一项
1.2 cout输出类型
cout<<a<<' '<<b<<' '<<c<<endl;
会以下面的形式输出:
4 345.789 a
1.3 cin多行格式
cin>>a>>b>>c>>d;
可以写成
cin>>a //注意行末尾无分号
>>b //这样写可能看起来清晰些
>>c
>>d;
也可以写成
cin>>a;
cin>>b;
cin>>c;
cin>>d;
以上3种情况均可以从键盘输入: 1 2 3 4 ↙
也可以分多行输入数据:
1↙
2 3↙
4↙
在用cin输入时,系统也会根据变量的类型从输入流中提取相应长度的字节。如有
char c1,c2;
int a;
float b;
cin>>c1>>c2>>a>>b;
如果输入
1234 56.78↙
注意: 34后面应该有空格以便和56.78分隔开。也可以按下面格式输入:
1 2 34 56.78↙ (在1和2之间有空格)
不能用cin语句把空格字符和回车换行符作为字符输入给字符变量,它们将被跳过。如果想将空格字符或回车换行符(或任何其他键盘上的字符)输入给字符变量,可以用3.4.3节介绍的getchar函数。
在组织输入流数据时,要仔细分析cin语句中变量的类型,按照相应的格式输入,否则容易出错。
二 关于endl的用法
2.1 关于“ ”和’ ’的用法解析
1) "a"和'a'的区别,前者是字符串,后者是字符。
2) "n"是个const char*, 指向一个2字节的区域,调用的是operator <<(const char *); 而'n'是一个字节的char, 调用的是operator <<(char). 但是性能影响很小,或者可能会被编译器优化掉。
2.2 初级认识
1 在c++中,终端输出换行时,用cout<<......<<endl与 “n”都可以,这是初级的认识。但二者有小小的区别,用endl时会刷新缓冲区,使得栈中的东西刷新一次,但用“n”不会刷新,它只会换行,栈内数据没有变化。
2 cout << endl;除了往输出流中插入一个'n',还有刷新输出流的作用。
cout <<endl; 等价于: cout<< 'n' << flush;
- 在大的程序中,建议用endl来换行。
- 在没有必要刷新输出流的时候应尽量使用cout <<'n', 过多的endl是影响程序执行效率低下的因素之一。
- “n”与’n’,在输出上都是表示换行,没有区别
2.3 深层解析
我们在最初学习C++语言时就接触到"cout<<endl;"这样的语句。我们都知道endl表示换行的意思。我一直习惯这样使用,却并不是清楚其内部实现是怎么样的。今天看《C++ Standard Library, Sec.13.6.1》,才真正弄明白。
首先,endl是一个操作符(Manipulators),但我们必须知道endl是一个什么类型的变量。endl是跟在”<<“运算符后面,故endl应该是一个参数。其实endl是一个函数名,它是一个"<<"运算符重载函数中的参数,参数类型为函数指针。下面我们看下内部函数实现。
ostream& ostream::operator << ( ostream& (*op)(ostream&))
{
// call the function passed as parameter with this stream as theargument
return (*op) (*this);
}
std::ostream& std::endl (std::ostream& strm)
{
// write newline
strm.put('n');
// flush the output buffer
strm.flush();
// return strm to allowchaining
return strm;
}
可以看出,运算符重载函数中的函数参数为一个函数指针,其指向一个输入输出均为ostream类引用的函数。而endl正是这样一个函数。所以我们在运行"cout<<endl;"语句时,endl是一个函数参数,类型为函数指针。然后会执行”return (*endl) (*this);“语句,即执行endl函数。
- endl函数输出一个换行符,并刷新输出缓冲区。
这样我们知道在标准库中endl是作为一个函数实现的,显然我们也可以直接调用这一函数。我们看下面的测试程序:
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
cout<<endl;
endl(cout);
return 0;
}
其输出为两个空行。”cout<<endl"中,endl是一个类型为函数指针的函数参数,通过运算符重载函数间接调用了endl函数。而“endl(cout)”中,endl是函数名,直接调用了endl函数。
三 在输入流与输出流中使用控制符
上面介绍的是使用cout和cin时的默认格式。但有时人们在输入输出时有一些特殊的要求,如在输出实数时规定字段宽度,只保留两位小数,数据向左或向右对齐等。C++提供了在输入输出流中使用的控制符(有的书中称为操纵符)。
需要注意的是:如果使用了控制符,在程序单位的开头除了要加iostream头文件外,还要加iomanip头文件。
3.1 三个使用控制符的例子
例1:输出双精度数
double a=123.456789012345;对a赋初值
(1) cout<<a;输出: 123.456
(2) cout<<setprecision(9)<<a;输出: 123.456789
(3) cout<<setprecision(6);恢复默认格式(精度为6)
(4) cout<< setiosflags(ios∷fixed);输出:123.456789
(5) cout<<setiosflags(ios∷fixed)<<setprecision(8)<<a;输出: 123.45678901
(6) cout<<setiosflags(ios∷scientific)<<a;输出: 1.234568e+02
(7) cout<<setiosflags(ios∷scientific)<<setprecision(4)<<a; 输出: 1.2346e02
例2:整数输出的
int b=123456;对b赋初值
(1) cout<<b;输出: 123456
(2) cout<<hex<<b; 输出: 1e240
(3) cout<<setiosflags(ios∷uppercase)<<b;输出: 1E240
(4) cout<<setw(10)<<b<<','<<b; 输出: 123456,123456
(5) cout<<setfill('*')<<setw(10)<<b;输出: **** 123456
(6) cout<<setiosflags(ios∷showpos)<<b;输出: +123456
如果在多个cout语句中使用相同的setw(n),并使用setiosflags(ios∷right),可以实现各行数据右对齐,如果指定相同的精度,可以实现上下小数点对齐。
例3: 各行小数点对齐
#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;
int main( )
{
double a=123.456,b=3.14159,c=-3214.67;
cout<<setiosflags(ios∷fixed)<<setiosflags(ios∷right)<<setprecision(2);
cout<<setw(10)<<a<<endl;
cout<<setw(10)<<b<<endl;
cout<<setw(10)<<c<<endl;
return 0;
}
输出如下:
123.46 (字段宽度为10,右对齐,取两位小数)
3.14
-3214.67
先统一设置定点形式输出、取两位小数、右对。这些设置对其后的输出均有效(除非重新设置),而setw只对其后一个输出项有效,因此必须在输出a,b,c之前都要写setw(10)。
3.2 六个输入函数用法
学C++的时候,这几个输入函数弄的有点迷糊;这里做个小结,为了自己复习,也希望对后来者能有所帮助,如果有差错的地方还请各位多多指教(本文所有程序均通过VC 6.0运行)转载请保留作者信息;
1. cin
2. cin.get()
3. cin.getline()
4. getline()
5. gets()
6. getchar()
3.2.1 cin>>
用法1:最基本,也是最常用的用法,输入一个数字:
#include <iostream>
using namespace std;
main ()
{
int a,b;
cin>>a>>b;
cout<<a+b<<endl;
}
输入:2[回车]3[回车]
输出:5
用法2:接受一个字符串,遇“空格”、“TAB”、“回车”都结束
#include <iostream>
using namespace std;
main ()
{
char a[20];
cin>>a;
cout<<a<<endl;
}
输入:jkljkljkl
输出:jkljkljkl
输入:jkljkljkljkl //遇空格结束
输出:jkljkl
3.2.2 cin.get()
#include <iostream>
using namespace std;
main ()
{
char ch;
ch=cin.get(); //或者cin.get(ch);
cout<<ch<<endl;
}
输入:jljkljkl
输出:j
用法2:cin.get(字符数组名,接收字符数目)用来接收一行字符串,可以接收空格
#include <iostream>
using namespace std;
main ()
{
char a[20];
cin.get(a,20);
cout<<a<<endl;
}
输入:jkl jkl jkl
输出:jkl jkl jkl
输入:abcdeabcdeabcdeabcdeabcde(输入25个字符)
输出:abcdeabcdeabcdeabcd (接收19个字符+1个'