C++ 格式化输入输出

C++ 格式化输入输出

格式化输入输出是C++中非常重要的功能，它让我们能够按照特定格式显示数据或从用户输入中读取数据。下面我将从基本概念、格式化输出和格式化输入三个方面详细讲解。

一、基本概念

在C++中，我们主要通过两种方式实现格式化输入输出：

1. 使用流操纵符(manipulators)
2. 使用成员函数

主要涉及的流对象：

• cout - 标准输出流
• cin - 标准输入流
• cerr - 标准错误输出流
• clog - 标准日志输出流

要使用格式化功能，需要包含<iomanip>头文件。

二、格式化输出

1. 设置整数的进制

#include <iostream>
#include <iomanip>

int main() {
    int num = 255;
  
    std::cout << "十进制: " << num << std::endl;
    std::cout << "十六进制: " << std::hex << num << std::endl;
    std::cout << "八进制: " << std::oct << num << std::endl;
  
    // 恢复十进制输出
    std::cout << std::dec << num << std::endl;
  
    return 0;
}

2. 控制浮点数显示

#include <iostream>
#include <iomanip>

int main() {
    double pi = 3.141592653589793;
  
    // 默认显示
    std::cout << "默认: " << pi << std::endl;
  
    // 固定小数点表示法，保留5位小数
    std::cout << std::fixed << std::setprecision(5) << pi << std::endl;
  
    // 科学计数法表示，保留3位小数
    std::cout << std::scientific << std::setprecision(3) << pi << std::endl;
  
    // 恢复默认显示
    std::cout.unsetf(std::ios::floatfield);
    std::cout << pi << std::endl;
  
    return 0;
}

3. 设置字段宽度和填充

#include <iostream>
#include <iomanip>

int main() {
    int num = 123;
  
    // 设置宽度为10，默认右对齐
    std::cout << std::setw(10) << num << std::endl;
  
    // 设置宽度为10，左对齐
    std::cout << std::left << std::setw(10) << num << "|" << std::endl;
  
    // 设置宽度为10，填充字符为'*'
    std::cout << std::setfill('*') << std::setw(10) << num << std::endl;
  
    // 恢复默认填充字符
    std::cout << std::setfill(' ');
  
    return 0;
}

4. 其他格式化选项

#include <iostream>
#include <iomanip>

int main() {
    // 显示bool值(true/false)而不是(1/0)
    std::cout << std::boolalpha << true << " " << false << std::endl;
    std::cout << std::noboolalpha << true << " " << false << std::endl;
  
    // 显示前缀(0x表示16进制，0表示8进制)
    std::cout << std::showbase << std::hex << 255 << std::endl;
    std::cout << std::noshowbase << std::hex << 255 << std::endl;
  
    // 正数显示+号
    std::cout << std::showpos << 123 << std::endl;
    std::cout << std::noshowpos << 123 << std::endl;
  
    return 0;
}

三、格式化输入

1. 控制输入格式

#include <iostream>
#include <iomanip>

int main() {
    int a, b;
  
    std::cout << "请输入两个用空格分隔的数字: ";
    std::cin >> a >> b;
    std::cout << "你输入的是: " << a << " 和 " << b << std::endl;
  
    // 重置输入流状态(如果用户输入非法数据)
    std::cin.clear();
    std::cin.ignore(1000, '\n'); // 忽略最多1000个字符，直到遇到换行符
  
    return 0;
}

2. 按行输入

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string name;
  
    std::cout << "请输入你的名字: ";
    std::getline(std::cin, name);
    std::cout << "你好, " << name << "!" << std::endl;
  
    return 0;
}

3. 设置输入进制

#include <iostream>

int main() {
    int num;
  
    std::cout << "请输入一个十六进制数(如ff): ";
    std::cin >> std::hex >> num;
    std::cout << "十进制表示: " << std::dec << num << std::endl;
  
    return 0;
}

四、总结

C++提供了丰富的格式化输入输出功能，总结一下主要工具：

1. 常用流操纵符：

   • std::setw(n) - 设置字段宽度
   • std::setprecision(n) - 设置浮点数精度
   • std::setfill(c) - 设置填充字符
   • std::left/std::right - 设置对齐方式
   • std::fixed/std::scientific - 设置浮点数显示方式
   • std::hex/std::dec/std::oct - 设置整数基数

2. 格式化输入注意事项：

   • 需要检查输入是否成功
   • 及时清除错误状态和缓冲区
   • 对于字符串输入最好使用std::getline

3. 最佳实践：

   • 优先使用流操纵符进行格式化
   • 设置格式后要注意恢复默认设置
   • 对用户输入要始终进行验证

掌握这些格式化技巧将极大提升你的C++程序与用户交互的能力和输出数据的可读性。