程序的输入指的是从输入文件将数据传送给程序,程序的输出指的是从程序将数据传送给输出文件。
C++输入输出包含以下三个方面的内容:
对系统指定的标准设备的输入和输出。即从键盘输入数据,输出到显示器屏幕。这种输入输出称为标准的输入输出,简称标准I/O。
以外存磁盘文件为对象进行输入和输出,即从磁盘文件输入数据,数据输出到磁盘文件。以外存文件为对象的输入输出称为文件的输入输出,简称文件I/O。
对内存中指定的空间进行输入和输出。通常指定一个字符数组作为存储空间(实际上可以利用该空间存储任何信息)。这种输入和输出称为字符串输入输出,简称串I/O。
C++的I/O对C的发展--类型安全和可扩展性
在C语言中,用printf和scanf进行输入输出,往往不能保证所输入输出的数据是可靠的安全的。在C++的输入输出中,编译系统对数据类型进行严格的检查,凡是类型不正确的数据都不可能通过编译。因此C++的I/O操作是类型安全(type safe)的。C++的I/O操作是可扩展的,不仅可以用来输入输出标准类型的数据,也可以用于用户自定义类型的数据。
C++通过I/O类库来实现丰富的I/O功能。这样使C++的输人输出明显地优于C 语言中的printf和scanf,但是也为之付出了代价,C++的I/O系统变得比较复杂,要掌握许多细节。
C++编译系统提供了用于输入输出的iostream类库。iostream这个单词是由3个部分组成的,即i-o-stream,意为输入输出流。在iostream类库中包含许多用于输入输出的类。常用的见表
ios是抽象基类,由它派生出istream类和ostream类,两个类名中第1个字母i和o分别代表输入(input)和输出(output)。 istream类支持输入操作,ostream类支持输出操作,iostream类支持输入输出操作。iostream类是从istream类和ostream类通过多重继承而派生的类。其继承层次见上图表示。
C++对文件的输入输出需要用ifstrcam和ofstream类,两个类名中第1个字母i和o分别代表输入和输出,第2个字母f代表文件 (file)。ifstream支持对文件的输入操作,ofstream支持对文件的输出操作。类ifstream继承了类istream,类ofstream继承了类ostream,类fstream继承了类iostream。见图
I/O类库中还有其他一些类,但是对于一般用户来说,以上这些已能满足需要了。
与iostream类库有关的头文件
iostream类库中不同的类的声明被放在不同的头文件中,用户在自己的程序中用#include命令包含了有关的头文件就相当于在本程序中声明了所需 要用到的类。可以换—种说法:头文件是程序与类库的接口,iostream类库的接口分别由不同的头文件来实现。常用的有
iostream 包含了对输入输出流进行操作所需的基本信息。fstream 用于用户管理的文件的I/O操作。strstream 用于字符串流I/O。stdiostream 用于混合使用C和C + +的I/O机制时,例如想将C程序转变为C++程序。iomanip 在使用格式化I/O时应包含此头文件。在iostream头文件中定义的流对象
在 iostream 头文件中定义的类有 ios,istream,ostream,iostream,istream _withassign, ostream_withassign,iostream_withassign 等。
在iostream头文件中不仅定义了有关的类,还定义了4种流对象,
对象
含义
对应设备
对应的类
c语言中相应的标准文件
cin
标准输入流
键盘
istream_withassign
stdin
cout
标准输出流
屏幕
ostream_withassign
stdout
cerr
标准错误流
屏幕
ostream_withassign
stderr
clog
标准错误流
屏幕
ostream_withassign
stderr
在iostream头文件中定义以上4个流对象用以下的形式(以cout为例): ostream cout ( stdout);在定义cout为ostream流类对象时,把标准输出设备stdout作为参数,这样它就与标准输出设备(显示器)联系起来,如果有 cout <<3;就会在显示器的屏幕上输出3。
在iostream头文件中重载运算符
“<<”和“>>”本来在C++中是被定义为左位移运算符和右位移运算符的,由于在iostream头文件中对它们进行了重载,使它们能用作标准类型数据的输入和输出运算符。所以,在用它们的程序中必须用#include命令把iostream包含到程序中。
#include <iostream>
1) >>a表示将数据放入a对象中。
2) <<a表示将a对象中存储的数据拿出。
二:标准I/O标准I/O对象:cin,cout,cerr,clog
cout流对象
cont是console output的缩写,意为在控制台(终端显示器)的输出。强调几点。
1) cout不是C++预定义的关键字,它是ostream流类的对象,在iostream中定义。顾名思义,流是流动的数据,cout流是流向显示器的数据。cout流中的数据是用流插入运算符“<<”顺序加入的。如果有 cout<<"I "<<"study C++"<<"very hard. << “wang bao ming ";
按顺序将字符串"I ", "study C++ ", "very hard."插人到cout流中,cout就将它们送到显示器,在显示器上输出字符串"I study C++ very hard."。cout流是容纳数据的载体,它并不是一个运算符。人们关心的是cout流中的内容,也就是向显示器输出什么。2)用“ccmt<<”输出基本类型的数据时,可以不必考虑数据是什么类型,系统会判断数据的类型,并根据其类型选择调用与之匹配的运算符重载函数。这个过程都是自动的,用户不必干预。如果在C语言中用prinf函数输出不同类型的数据,必须分别指定相应的输出格式符,十分麻烦,而且容易出错。C++的I/O机制对用户来说,显然是方便而安全的。
3) cout流在内存中对应开辟了一个缓冲区,用来存放流中的数据,当向cout流插人一个endl时,不论缓冲区是否已满,都立即输出流中所有数据,然后插入一个换行符,并刷新流(清空缓冲区)。注意如果插人一个换行符”\n“(如cout<<a<<"\n"),则只输出和换行,而不刷新cout 流(但并不是所有编译系统都体现出这一区别)。4) 在iostream中只对"<<"和">>"运算符用于标准类型数据的输入输出进行了重载,但未对用户声明的类型数据的输入输出进行重载。如果用户声明了新的类型,并希望用"<<"和">>"运算符对其进行输入输出,按照重运算符重载来做。
cerr流对象
cerr流对象是标准错误流,cerr流已被指定为与显示器关联。cerr的作用是向标准错误设备(standard error device)输出有关出错信息。cerr与标准输出流cout的作用和用法差不多。但有一点不同:cout流通常是传送到显示器输出,但也可以被重定向输出到磁盘文件,而cerr流中的信息只能在显示器输出。当调试程序时,往往不希望程序运行时的出错信息被送到其他文件,而要求在显示器上及时输出,这时应该用cerr。cerr流中的信息是用户根据需要指定的。
clog流对象
clog流对象也是标准错误流,它是console log的缩写。它的作用和cerr相同,都是在终端显示器上显示出错信息。区别:cerr是不经过缓冲区,直接向显示器上输出有关信息,而clog中的信息存放在缓冲区中,缓冲区满后或遇endl时向显示器输出。
三:标准输入流
标准输入流对象cin,重点掌握的函数
cin.get()//一次只能读取一个字符
cin.get(一个参数) //读一个字符
cin.get(三个参数) //可以读字符串
cin.getline()
cin.ignore()
cin.peek()
cin.putback()
//1 cin cout能根据类型 获取数据 / 输出数据 //2 输入字符串 你 好 遇见空格,停止接受输入 void main01() { char YourName[50]; int myInt; long myLong; double myDouble; float myFloat; unsigned int myUnsigned; cout << "请输入一个Int: "; cin >> myInt; cout << "请输入一个Long: "; cin >> myLong; cout << "请输入一个Double: "; cin >> myDouble; cout << "请输入你的姓名: "; cin >> YourName; cout << "\n\n你输入的数是:" << endl; cout << "Int: \t" << myInt << endl; cout << "Long: \t" << myLong << endl; cout << "Double: \t" << myDouble << endl; cout << "姓名: \t" << YourName << endl; cout<< endl << endl; system("pause"); return ; } //1 输入英文 ok //2 ctr+z 会产生一个 EOF(-1) int main02() { char ch; while( (ch= cin.get())!= EOF) { std::cout << "字符: " << ch << std::endl; } std::cout << "\n结束.\n"; system("pause"); return 0; } //演示:读一个字符 链式编程 void main03() { char a, b, c; cin.get(a); cin.get(b); cin.get(c); cout << a << b << c<< endl; cout << "开始链式编程" << endl; cout.flush(); cin.get(a).get(b).get(c); cout << a << b << c<< endl; system("pause"); return ; } //演示cin.getline() 可以接受空格 void main04() { char buf1[256]; char buf2[256]; cout << "\n请输入你的字符串 不超过256" ; cin.getline(buf1, 256, '\n'); cout << buf1 << endl; // cout << "注意: cin.getline() 和 cin >> buf2 的区别, 能不能带空格 " << endl; cin >> buf2 ; //流提取操作符 遇见空格 停止提取输入流 cout << buf2 << endl; system("pause"); } //缓冲区实验 /* 1 输入 "aa bb cc dd" 字符串入缓冲区 2 通过 cin >> buf1; 提走了 aa 3 不需要输入 可以再通过cin.getline() 把剩余的缓冲区数据提走 */ void main05() { char buf1[256]; char buf2[256]; cout << "请输入带有空格的字符串,测试缓冲区" << endl; cin >> buf1; cout << "buf1:" << buf1 << endl; cout << "请输入数据..." << endl; //缓冲区没有数据,就等待; 缓冲区如果有数据直接从缓冲区中拿走数据 cin.getline(buf2, 256); cout << "buf2:" << buf2 << endl; system("pause"); } // ignore 和 peek void main06() { int intchar; char buf1[256]; char buf2[256]; cout << "请输入带有空格的字符串,测试缓冲区 aa bb cc dd ee " << endl; cin >> buf1; cout << "buf1:" << buf1 << endl; cout << "请输入数据..." << endl; cin.ignore(2); //intchar = cin.peek(); //cout << "缓冲区若有数据,返回第一个数据的asc码:" << intchar << endl; //缓冲区没有数据,就等待; 缓冲区如果有数据直接从缓冲区中拿走数据 cin.getline(buf2, 256); cout << "buf2:" << buf2 << endl; intchar = cin.peek(); //没有缓冲区 默认是阻塞模式 cout << "缓冲区若有数据,返回第一个数据的asc码:" << intchar << endl; system("pause"); } //案例:输入的整数和字符串分开处理 int main07() { cout << "Please, enter a number or a word: "; char c = std::cin.get(); if ( (c >= '0') && (c <= '9') ) //输入的整数和字符串 分开处理 { int n; //整数不可能 中间有空格 使用cin >>n cin.putback (c); cin >> n; cout << "You entered a number: " << n << '\n'; } else { string str; cin.putback (c); getline (cin,str); // //字符串 中间可能有空格 使用 cin.getline(); cout << "You entered a word: " << str << '\n'; } system("pause"); return 0; } 四:标准输出流/*
标准输出流对象cout
cout.flush()
cout.put()
cout.write()
cout.width()
cout.fill()
cout.setf(标记)
*/
/*
manipulator(操作符、控制符)
flush
endl
oct
dec
hex
setbase
setw
setfill
setprecision
…
*/
#include "iostream" using namespace std; #include <iomanip> void main81() { cout << "hello world" << endl; cout.put('h').put('e').put('l').put('\n'); cout.write("hello world", 4); //输出的长度 char buf[] = "hello world"; printf("\n"); cout.write(buf, strlen(buf)); printf("\n"); cout.write(buf, strlen(buf) - 6); printf("\n"); cout.write(buf, strlen(buf) + 6); //给的大于buf长度 不会帮我们检查 提高速度 printf("\n"); system("pause"); return ; } //使用cout.setf()控制符 void main82() { //使用类成员函数 cout << "<start>"; cout.width(30); cout.fill('*'); cout.setf(ios::showbase); //#include <iomanip> cout.setf(ios::internal); //设置 cout << hex << 123 << "<End>\n"; cout << endl; cout << endl; //manipulator(操作符、控制符) //使用控制阀 cout << "<Start>" << setw(30) << setfill('*') << setiosflags(ios::showbase) //基数 << setiosflags(ios::internal) << hex << 123 << "<End>\n" << endl; system("pause"); } 最后补一些关于格式化输出的知识:在输出数据时,为简便起见,往往不指定输出的格式,由系统根据数据的类型采取默认的格式,但有时希望数据按指定的格式输出,如要求以十六进制或八进制形式输出一个 整数,对输出的小数只保留两位小数等。有两种方法可以达到此目的。
1)使用控制符的方法;
2)使用流对象的有关成员函数。分别叙述如下。
int main() { int a; cout<<"input a:"; cin>>a; cout<<"dec:"<<dec<<a<<endl; //以十进制形式输出整数 cout<<"hex:"<<hex<<a<<endl; //以十六进制形式输出整数a cout<<"oct:"<<setbase(8)<<a<<endl; //以八进制形式输出整数a char *pt="China"; //pt指向字符串"China" cout<<setw(10)<<pt<<endl; //指定域宽为,输出字符串 cout<<setfill('*')<<setw(10)<<pt<<endl; //指定域宽,输出字符串,空白处以'*'填充 double pi=22.0/7.0; //计算pi值 //按指数形式输出,8位小数 cout<<setiosflags(ios::scientific)<<setprecision(8); cout<<"pi="<<pi<<endl; //输出pi值 cout<<"pi="<<setprecision(4)<<pi<<endl; //改为位小数 cout<<"pi="<<setiosflags(ios::fixed)<<pi<<endl; //改为小数形式输出 system("pause"); return 0; }
