C++ 基本的输入输出

2018-10-18 本文已影响14人 Jimmy_L_Wang

C++ 基本的输入输出

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。

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。

I/O 库头文件

头文件	函数和描述
`<iostream>`	该文件定义了 `cin`、`cout`、`cerr` 和 `clog` 对象，分别对应于标准输入流、标准输出流、非缓冲标准错误流和缓冲标准错误流。
`<iomanip>`	该文件通过所谓的参数化的流操纵器（比如 `setw` 和 `setprecision`），来声明对执行标准化 I/O 有用的服务。
`<fstream>`	该文件为用户控制的文件处理声明服务。我们将在文件和流的相关章节讨论它的细节。

标准输入输出

流	描述
cin	标准输入流
cout	标准输出流
cerr	标准错误（输出）流
clog	标准日志记录（输出）流

我们将详细只看到cout和cin（标准输出和输入流）; cerr并且clog也是输出流，因此它们基本上是一样的cout，唯一的区别是它们为特定目的识别流：错误消息和记录; 在许多情况下，在大多数环境设置中，它们实际上完全相同：它们在屏幕上打印，尽管它们也可以单独重定向

cout

在大多数程序环境中，默认情况下标准输出是屏幕，并且定义为访问它的C++流对象是cout
对于格式化输出操作，cout与插入操作符一起使用，写入为<<（即两个“小于”符号）。

cout << "Output sentence"; // prints Output sentence on screen
cout << 120;               // prints number 120 on screen
cout << x;                 // prints the value of x on screen

多个插入操作符<<可以链接在一个语句中：

cout << "This " << " is a " << "single C++ statement";

链接插入对于在单个语句中混合文字和变量特别有用：

int age = 24;
string zipcode = "90064";

cout << "I am " << age << " years old and my zipcode is " << zipcode;

//I am 24 years old and my zipcode is 90064

cout不会自动执行的操作是在末尾添加换行符，除非指示这样做。

换行

要插入换行符，应在行应断开的确切位置插入换行符。在C++中，可以将换行符指定为\n。

cout << "First sentence.\n";
cout << "Second sentence.\nThird sentence.";

或者使用endl操作符

cout << "First sentence." << endl;
cout << "Second sentence." << endl;

该操纵器产生一个新行字符，完全一样的插入确实; 但它还有一个额外的行为：流的缓冲区（如果有的话）被刷新(flushed)，这意味着输出请求被写入设备，如果它还没有。这主要影响完全缓冲的流，并且（通常）不是完全缓冲的流。尽管如此，不管刷新流是不是一个特征，使用它通常都是一个不错的选择。请记住，冲洗(flush)操作会产生一定的开销，并且在某些设备上可能会产生延迟。

标准输入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，

// i/o example

#include <iostream>
using namespace std;

int main ()
{
  int i;
  cout << "Please enter an integer value: ";
  cin >> i;
  cout << "The value you entered is " << i;
  cout << " and its double is " << i*2 << ".\n";
  return 0;
}

正如您所看到的，从中提取cin似乎使得从标准输入获取输入的任务变得非常简单和直接。但这种方法也有很大的缺点。如果用户输入了无法解释为整数的其他内容，上面的示例会发生什么？那么，在这种情况下，提取操作失败。默认情况下，这使程序继续运行而不设置变量i值，如果i稍后使用该值，则会产生未确定的结果。所以好的程序是需要对用户的输入进行处理的。

cin >> name >> age;

这相当于下面两个语句：

cin >> name;
cin >> age;

cin和字符串

string mystring;
cin >> mystring;

但是，cin提取始终将空格（空格，制表符，换行符...）视为终止要提取的值，因此提取字符串意味着始终提取单个单词，而不是短语或整个句子。

整行字符串输入

为了获得整行cin，存在一个函数，称为getline，将stream（cin）作为第一个参数，将字符串变量作为第二个参数。

// cin with strings
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main ()
{
  string mystr;
  cout << "What's your name? ";
  getline (cin, mystr);
  cout << "Hello " << mystr << ".\n";
  cout << "What is your favorite team? ";
  getline (cin, mystr);
  cout << "I like " << mystr << " too!\n";
  return 0;
}

请注意，在两次调用中getline，我们使用相同的字符串标识符mystr。程序在第二次调用中所做的只是将之前的内容替换为引入的新内容。

字符串流

标准头<sstream>定义了一种类型，称为stringstream允许将字符串视为流，从而允许从/向字符串提取或插入,其操作方式与执行cin和执行cout相同。此功能对于将字符串转换为数字值非常有用，反之亦然。例如，为了从字符串中提取整数，我们可以写：

// stringstreams
#include <iostream>
#include <string>
#include <sstream>
using namespace std;

int main ()
{
  string mystr;
  float price=0;
  int quantity=0;

  cout << "Enter price: ";
  getline (cin,mystr);
  stringstream(mystr) >> price;
  cout << "Enter quantity: ";
  getline (cin,mystr);
  stringstream(mystr) >> quantity;
  cout << "Total price: " << price*quantity << endl;
  return 0;
}

标准错误流（cerr）

预定义的对象 cerr 是 iostream 类的一个实例。cerr 对象附属到标准错误设备，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。

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

标准日志流（clog）

预定义的对象 clog 是 iostream 类的一个实例。clog 对象附属到标准错误设备，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 都会先存储在缓冲在，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：
实例

#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。

C++ 基本的输入输出