C++ 中的 IO 流简单使用

之前我们提到过，在 C 语言中，使用 scanf，printf 等函数实现输入和输出，但是在 C++ 中则是采用了 cin，cout以及流操作符进行输入和输出操作。

IO 类

但实际上不管是 cin 还是 cout，两者都是类对象，主要的类的继承关系为：

而在 iostream 中已经事先定义了 cin，cout，cerr，clog 等对象，因此能够在包含头文件和声明命名空间之后直接使用。

上边各个类的主要作用为：

iostream	istream	从流中读取
	ostream	写入到流
	iostream	从流中读取，写入到流
fstream	ifstream	从文件中读取
	ofstream	写入到文件
	fstream	从文件中读取，写入到文件

IO 流特性

• 对象不可复制或赋值
• IO 对象是缓冲的，刷缓冲的时机为：
  • 程序正常结束，将清空所有缓冲区
  • 缓冲区满
  • flush 会刷缓冲，endl 在刷缓冲后还会换行
  • 在每次输出操作执行完成后，可以使用 unitbuf 操作符设置流的内部状态，清空缓冲区

<</>>

现在可以知道流对象后可以接 <</>> 是函数重载的结果了。

标准输出

输出流对象

• cout：可以输出基本类型数据，与 printf 相比，不用指定要输出的数据类型，内部经过重载，因此系统会自动判断，选择相应的重载函数。但用户如果想要输出自定义的类型时，就需要进行 << 重载
• cerr：能够在屏幕上输出错误信息，不能将信息输出到文件
• clog：与 cerr 类似，只是不带有缓冲区

iomanip

C 语言能够通过格式控制字符来控制输出的格式，在 C++ 中则是通过流算子来进行格式控制的：

控制符	描述
dec	十进制输出
hex	十六进制输出
oct	八进制输出
setfilll(n)	在给定的输出域宽度内填充字符n
setprecison(n)	设置小数显示精度为n
setw(n)	设置输出域宽为n
setiosflags(ios::fixed)	固定的浮点显示
setiosflags(ios::showpos)	显示符号
setiosflags(ios::scientific)	指数显示
setiosflags(ios::left)	左对齐
setiosflags(ios::right)	右对齐
setiosflags(ios::skipws)	忽略前导空白
setiosflags(ios::uppercase)	十六进制大写输出
resetiosflags(ios::lowercase)	恢复小写输出
setiosflags(ios::showbase)	当按十六进制输出数据时，前面显示前导符 0x 当按八进制输出数据时，前面显示前导符 0
endl	刷新缓冲区并换行

#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;
}

结果为：

500
764
1f4
**1f4

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

成员函数

put

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

可以得知，put 函数的参数为 char，返回值为流引用。

主要作用就是输出一个字符，类似于 putchar。

#include <iostream>

using namespace std;

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

    return 0;
}

结果为：

hello

标准输入

cin 是 C++ 中的标准输入，cin 利用重载的 >> 能够连续输入多项内容。和标准输出一样，如果需要输入用户自定义数据类型，则需要对 >> 进行重载。

#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;
}

结果为：

10 10.2 a
10
10.2
a

输入字符以空白字符作为分隔符，空白字符包括空格，TAB，ENTER。

成员函数

使用 cin 时，如果字符串中含有空白字符，对于 cin 来说就有点应付不来了。因此成员函数作为标准输入的补充内容，可以应付一些比较特殊的情况。

char get()

int_type get();

和 put() 相反，get() 能够读入一个字符(包括空白字符)，有点类似于 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() 还能够有参数，此时读入一个字符，读取成功则返回非 0，失败则返回 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 *：表示字符指针
• int：表示字符个数
• char：表示终止字符
• 函数表示从输入流中读取 n-1 个字符，将读取到的字符赋给字符指针指向的地址
• 如果在读取完毕之前提前遇到终止字符，则提前结束读取；
• 如果成功则返回非 0，失败则返回 0；
• 会清空 char * 指向的空间，未读到 n-1 个字符或中止符，则会阻塞
• 不会越过中止符

#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);

与上一个函数的含义差不多。

• char *：表示字符指针
• int：表示字符个数
• char：表示终止字符
• 函数表示从输入流中读取 n-1 个字符，将读取到的字符赋给字符指针指向的地址
• 如果在读取完毕之前提前遇到终止字符(默认为 '\n')，则提前结束读取；
• 如果成功则返回非 0，失败则返回 0；
• 会清空 char * 指向的空间，未读到 n-1 个字符或中止符，则会阻塞
• 会越过中止符

该函数与上一个函数的区别就在于对于中止符的处理上，get 在遇到中止符时，会停止当前动作，中止符仍处于流中，再次调用之前需要使用不带参数的 get() 去除掉该中止符，否则该函数会直接返回，getline 则不会发生这个问题。

#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;
}

结果为：

hellohellohellohellohellohellohello
hell
hell

hell

上边的结果表示：

• get 不会越过中止符，因此需要 cin.get() 从当前输入流中读走中止符
• 而 getline 显然没有这种限制

ignore

忽略流中的 n 个字符，或者读取到中止符未知(包含中止符)，n 默认为 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;
}

结果为：

hello world
llo world

peek

读取流中的一个字符然后将之放回原位置，指针指向不发生改变。

#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;
}

结果为：

hello world
e
ello

putback

插入当前指针位置

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    char p[100];

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

    return 0;
}

结果为：

hello world
lhell