C++ 中的 IO 流簡單使用

之前我們提到過，在 C 語言中，使用 scanf，printf 等函數實現輸入和輸出，但是在 C++ 中則是採用了 cin，cout以及流操作符進行輸入和輸出操作。

IO 類

但實際上不管是 cin 還是 cout，兩者都是類對象，主要的類的繼承關係爲：

而在 iostream 中已經事先定義了 cin，cout，cerr，clog 等對象，因此能夠在包含頭文件和聲明命名空間之後直接使用。

上邊各個類的主要作用爲：

iostream	istream	從流中讀取
	ostream	寫入到流
	iostream	從流中讀取，寫入到流
fstream	ifstream	從文件中讀取
	ofstream	寫入到文件
	fstream	從文件中讀取，寫入到文件

IO 流特性

• 對象不可複製或賦值
• IO 對象是緩衝的，刷緩衝的時機爲：
  • 程序正常結束，將清空所有緩衝區
  • 緩衝區滿
  • flush 會刷緩衝，endl 在刷緩衝後還會換行
  • 在每次輸出操作執行完成後，可以使用 unitbuf 操作符設置流的內部狀態，清空緩衝區

<</>>

現在可以知道流對象後可以接 <</>> 是函數重載的結果了。

標準輸出

輸出流對象

• cout：可以輸出基本類型數據，與 printf 相比，不用指定要輸出的數據類型，內部經過重載，因此係統會自動判斷，選擇相應的重載函數。但用戶如果想要輸出自定義的類型時，就需要進行 << 重載
• cerr：能夠在屏幕上輸出錯誤信息，不能將信息輸出到文件
• clog：與 cerr 類似，只是不帶有緩衝區

iomanip

C 語言能夠通過格式控制字符來控制輸出的格式，在 C++ 中則是通過流算子來進行格式控制的：

控制符	描述
dec	十進制輸出
hex	十六進制輸出
oct	八進制輸出
setfilll(n)	在給定的輸出域寬度內填充字符n
setprecison(n)	設置小數顯示精度爲n
setw(n)	設置輸出域寬爲n
setiosflags(ios::fixed)	固定的浮點顯示
setiosflags(ios::showpos)	顯示符號
setiosflags(ios::scientific)	指數顯示
setiosflags(ios::left)	左對齊
setiosflags(ios::right)	右對齊
setiosflags(ios::skipws)	忽略前導空白
setiosflags(ios::uppercase)	十六進制大寫輸出
resetiosflags(ios::lowercase)	恢復小寫輸出
setiosflags(ios::showbase)	當按十六進制輸出數據時，前面顯示前導符 0x 當按八進制輸出數據時，前面顯示前導符 0
endl	刷新緩衝區並換行

#include <iostream>
#include <iomanip>

using namespace std;

int main()
{
    int x = 500;

    cout<<dec<<x<<endl;
    cout<<oct<<x<<endl;
    cout<<hex<<x<<endl;
    cout<<setw(5)<<setfill('*')<<x<<endl;
    cout<<dec<<endl;

    double y = 1.111111111111111;

    cout<<y<<endl;
    cout<<setprecision(2)<<y<<endl;
    cout<<setw(5)<<y<<endl;

    cout<<setiosflags(ios::fixed)<<y<<endl;
    cout<<setw(5)<<setiosflags(ios::left)<<x<<endl;
    cout<<setw(5)<<setiosflags(ios::right)<<x<<endl;
    cout<<dec<<setiosflags(ios::skipws)<<x<<endl;
    cout<<hex<<setiosflags(ios::uppercase)<<x<<endl;
    cout<<hex<<resetiosflags(ios::uppercase)<<x<<endl;
    cout<<hex<<setiosflags(ios::showbase)<<x<<endl;

    return 0;
}

結果爲：

500
764
1f4
**1f4

1.11111
1.1
**1.1
1.11
500**
**500
500
1F4
1f4
0x1f4

成員函數

put

typedef basic_ostream<_CharT, _Traits>		__ostream_type;
__ostream_type& put(char_type __c);

可以得知，put 函數的參數爲 char，返回值爲流引用。

主要作用就是輸出一個字符，類似於 putchar。

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    char *p = "hello";
    while (*p)
        cout.put(*p++);

    return 0;
}

結果爲：

hello

標準輸入

cin 是 C++ 中的標準輸入，cin 利用重載的 >> 能夠連續輸入多項內容。和標準輸出一樣，如果需要輸入用戶自定義數據類型，則需要對 >> 進行重載。

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int x;
    double y;
    char z;

    cin>>x>>y>>z;

    cout<<x<<endl;
    cout<<y<<endl;
    cout<<z<<endl;

    return 0;
}

結果爲：

10 10.2 a
10
10.2
a

輸入字符以空白字符作爲分隔符，空白字符包括空格，TAB，ENTER。

成員函數

使用 cin 時，如果字符串中含有空白字符，對於 cin 來說就有點應付不來了。因此成員函數作爲標準輸入的補充內容，可以應付一些比較特殊的情況。

char get()

int_type get();

和 put() 相反，get() 能夠讀入一個字符(包括空白字符)，有點類似於 getchar()。

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    char c;
    c = cin.get();
    cout<<c<<endl;

    return 0;
}

istream get(char &)

__istream_type& get(__streambuf_type& __sb)
{ return this->get(__sb, this->widen('\n')); }

get() 還能夠有參數，此時讀入一個字符，讀取成功則返回非 0，失敗則返回 0；

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    char c;
    cin.get(c);
    cout<<c<<endl;

    return 0;
}

istream &get(char *,int,char)

__istream_type& get(char_type* __s, streamsize __n, char_type __delim);

• char *：表示字符指針
• int：表示字符個數
• char：表示終止字符
• 函數表示從輸入流中讀取 n-1 個字符，將讀取到的字符賦給字符指針指向的地址
• 如果在讀取完畢之前提前遇到終止字符，則提前結束讀取；
• 如果成功則返回非 0，失敗則返回 0；
• 會清空 char * 指向的空間，未讀到 n-1 個字符或中止符，則會阻塞
• 不會越過中止符

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    char p[100];
    cin.get(p,10,'o');
    cout<<p<<endl;

    return 0;
}

istream &getline(char *,int,char)

__istream_type& getline(char_type* __s, streamsize __n, char_type __delim);

與上一個函數的含義差不多。

• char *：表示字符指針
• int：表示字符個數
• char：表示終止字符
• 函數表示從輸入流中讀取 n-1 個字符，將讀取到的字符賦給字符指針指向的地址
• 如果在讀取完畢之前提前遇到終止字符(默認爲 '\n')，則提前結束讀取；
• 如果成功則返回非 0，失敗則返回 0；
• 會清空 char * 指向的空間，未讀到 n-1 個字符或中止符，則會阻塞
• 會越過中止符

該函數與上一個函數的區別就在於對於中止符的處理上，get 在遇到中止符時，會停止當前動作，中止符仍處於流中，再次調用之前需要使用不帶參數的 get() 去除掉該中止符，否則該函數會直接返回，getline 則不會發生這個問題。

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    char p[100];
    cin.get(p,10,'o');
    cout<<p<<endl;
    cin.get();
    cin.get(p,10,'o');
    cout<<p<<endl;

    cin.getline(p,10,'o');
    cout<<p<<endl;
    cin.getline(p,10,'o');
    cout<<p<<endl;

    return 0;
}

結果爲：

hellohellohellohellohellohellohello
hell
hell

hell

上邊的結果表示：

• get 不會越過中止符，因此需要 cin.get() 從當前輸入流中讀走中止符
• 而 getline 顯然沒有這種限制

ignore

忽略流中的 n 個字符，或者讀取到中止符未知(包含中止符)，n 默認爲 1

__istream_type& ignore(streamsize __n, int_type __delim);
__istream_type& ignore(streamsize __n);
__istream_type& ignore();

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    char p[100];

    cin.ignore(2);
    cin.getline(p,10,'\n');
    cout<<p<<endl;

    return 0;
}

結果爲：

hello world
llo world

peek

讀取流中的一個字符然後將之放回原位置，指針指向不發生改變。

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    char p[100];

    cin.ignore(1);
    cout<<static_cast<char>(cin.peek())<<endl;
    cin.getline(p,6,'\n');
    cout<<p<<endl;

    return 0;
}

結果爲：

hello world
e
ello

putback

插入當前指針位置

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    char p[100];

    cin.putback('l');
    cin.getline(p,6,'\n');
    cout<<p<<endl;

    return 0;
}

結果爲：

hello world
lhell