C++中cin/cout高级格式化操作

这篇文章主要讲解如何在C++中使用cin/cout进行高级的格式化输出操作，包括数字的各种计数法（精度）输出，左或右对齐，大小写等等。通过本文，您可以完全脱离scanf/printf，仅使用cin/cout来完成一切需要的格式化输入输出功能（从非性能的角度而言）。更进一步而言，您还可以在、上使用这些格式化操作，从而代替sscanf/sprintf和fscanf/fprintf函数。为方便描述，下文仅以cin/cout为例进行介绍。

控制符是在头文件iomanip.h中定义的对象。 使用前必须把iomanip.h包含进来

1. I/O的书写格式

　 I/0流是输入或输出的一系列字节，当程序需要在屏幕上显示输出时，可以使用插入操作符“<<”向cout输出流中插入字符。例如：

cout<<”This is a program.\n

当程序需要执行键盘输入时，可以使用抽取操作符“>>”从cin输人流中抽取字符。例如：
　　　int myAge；
　　　cin>>myAge；
　　不管把什么基本数据类型的名字或值传给流，它都能懂。
　　例如，下面的函数输出字符串和整数：

#include <iostream.h>
{
    cout<<"My name is Jone\n"；　　　　　 cout<<"the ID is"；
    cout<<2；
    cout<<endl；
}

上面的输出也可以在同一行中串连，下面的输出语句与上例输出同样内容

cout <<"My name is Jone\n" <<”the ID is

也可以分在几行，提高可读性，下列语句与上例输出同样结果：
　　　　cout<<"My name is Jone n" //行末无分号
　　　　　　<<"the ID is"
　　　　　　<<2
　　　　　　<
　　cin可以和cout一样的方式调整行，它自动识别变量位置和类型。例如：
　　　　int i；float f；long l；
　　　　cin >>i >>f >>l；
　　cin能够知道抽取的变量之类型，它将对i，f，l分别给出一个整型、浮点型和长整型数。

2．使用控制符

　　流的默认格式输出有时不能满足特殊要求，如：

　　　double average=9.400067；
　　　cout<

　　希望显示的是9.40，即保留两位小数，可是却显示了9.40007；默认显示6位有效位。 用控制符(manipulators)可以对I/O流的格式进行控制。控制符是在头文件iomanip.h中定义的对象。可以直接将控制符插入流中。常用控制符如表2-4所列。

　表2-4 I／O流的常用控制符

控制符	描 述
dec hex oct setfill(c) setprecision(n)  setw(n)  setiosflags(ios::fixed) setiosflags(ios::scientific) setiosflags(ios::left) setiosflags(ios::right) setiosflags(ios::skipws) setiosflags(ios::uppercase) setiosflags(ios::lowercase)	置基数为10  置基数为16  置基数为8  没填充字符为c  没显示小数精度为n位  设域宽为n个字符 固定的浮点显示  指数表示 左对齐 右对齐  忽略前导空白 16进制数大写输出  16进制数小写输出

使用控制符时，要在程序的头上加头文件iomanip.h。

3．控制浮点数值显示

　　使用setprecision(n)可控制输出流显示浮点数的数字个数。C++默认的流输出数值有效位是6。
　　如果setprecision(n)与setiosflags(ios::fixed)合用，可以控制小数点右边的数字个数。setiosflags(ios::fixed)是用定点方式表示实数。 
　　如果与setiosnags(ios::scientific)合用， 可以控制指数表示法的小数位数。setiosflags(ios::scientific)是用指数方式表示实数。
　　例如，下面的代码分别用浮点、定点和指数方式表示一个实数：

#include <iostream.h>
#include <iomanip.h> //要用到格式控制符
void main()
{
    double amount = 22.0/7;
    cout <<amount <<endl;
    cout <<setprecision(0)
    <<amount <<endl
    <<setprecision(1) <<amount <<endl
    <<setprecision(2) <<amount <<endl
    <<setprecision(3) <<amount <<endl
    <<setprecision(4) <<amount <<endl;
　　cout <<setiosflags(ios::fixed);
    cout <<setprecision(8) <<amount <<endl;
　　cout <<setiosflags(ios::scientific)
    <<amount <<endl;
　    cout <<setprecision(6); //重新设置成原默认设置
}

运行结果为：
　　　　　3.14286
　　　　　3
　　　　　3
　　　　　3.1
　　　　　3.14
　　　　　3.143
　　　　　3.14285714
　　　　　3.14285714e+00

该程序在32位机器上运行通过。
　　在用浮点表示的输出中，setprecision(n)表示有效位数。
　　第1行输出数值之前没有设置有效位数，所以用流的有效位数默认设置值6：第2个输出设置了有效位数0，C++最小的有效位数为1，所以作为有效位数设置为1来看待：第3～6行输出按设置的有效位数输出。
　　在用定点表示的输出中，setprecision(n)表示小数位数。
　　第7行输出是与setiosflags(ios::fixed)合用。所以setprecision(8)设置的是小数点后面的位数，而非全部数字个数。
　　在用指数形式输出时，setprecision(n)表示小数位数。
　　第8行输出用setiosflags(ios::scientific)来表示指数表示的输出形式。其有效位数沿用上次的设置值8。
　　小数位数截短显示时，进行4舍5入处理。

4．设置值的输出宽度

　　除了使用空格来强行控制输出间隔外，还可以用setw(n)控制符。如果一个值需要比setw(n)确定的字符数更多的字符，则该值将使用它所需要的所有字符。例如：
　　　float amount=3.14159；
　　　cout <
　　其运行结果为：3.14159。它并不按4位宽度，而是按实际宽度输出。
　　如果一个值的字符数比setw(n)确定的字符个数更少，则在数字字符前显示空白，不同于其他控制符，setw(n)仅仅影响下一个数值输出，换句话说，使用setw设置的间隔方式并不保留其效力。例如：
　　　　cout<
　　　　　　<<10
　　　　　　<<20<
　　运行结果为：
　　　　　　 -------1020
　　运行结果中的下横线表示空格。整数20并没有按宽度8输出。setw()的默认值为宽度0，即setw(0)，意思是按输出数值的表示宽度输出， 所以20就紧挨10了。若要每个数值都有宽度8，则每个值都要设置：
　　　　cout<
　　　　 <

5．输出8进制和16进制数

　　3个常用的控制符是hex，oct和dec，它们分别对应16进制、8进制和10进制数的显示。这3个控制符在iostream.h头文件中定义。例如：

#include 

　　　　void main()
　　　　{
　　　　　　int number=1001;
　　　　　　cout <<"Decimal:" <
　　　　　　<<"Hexadecimal:" <
　　　　　　<<"Octal:" <
　　　　}

　　运行结果为：
　　　　　　Decimal：1001
　　　　　　Hexadecimal：3e9
　　　　　　Octal：1751

1001是一个10进制数，不能把它理解成16进制或8进制数，因为它不是以0x或0开头。但在输出时， 流根据控制符进行过滤， 使其按一定的进制来显示。
　　用头文件iomanip.h中的setiosflags(ios::uppercase)可以控制16进制数大写输出。例如,上例中增加一个头文件,对16进制数进行大写控制，即：
　　　　#include
　　　　#include
　　　　//...

　　　　cout<<"Hexadecimal:"<
　　　　　　<
　　　　　　<
　　便能得到16进制数的大写表示：Hexadecimal：3E9。

6．设置填充字符

　　setw可以用来确定显示的宽度。默认时，流使用空格符来保证字符间的正确间隔。用setfill控制符可以确定一个非空格的别的字符。Setfill在头文件iomanip·h中定义。例如：

#include <iostream.h>
#include <iomanip.h>
void main()
{
    cout <<setfill('*')
    <<setw(2) <<21 <<endl
    <<setw(3) <<21 <<endl
    <<setw(4) <<21 <<endl;
　　cout <<setfill(' '); // 恢复默认设置
}

运行结果为：
　　　　　　21
　　　　　　*21
　　　　　　**21

7．左右对齐输出

　　默认时，I/O流左对齐显示的内容。使用头文件iomanip.h中的setiosflags(ios::left)和(ios::right)标志，可以控制输出对齐。例如：

#include 
　　　　#include 

　　　　void main()
　　　　{
　　　　cout <
　　　　　　　<
　　　　　　　<

　　　　　　　<

　　　　cout <
　　　　　　　<
　　　　　　　<
　　　　　　　<
　　　　}

　　运行结果为：
　　　　-----1-----2-----3
　　　　1-----2-----3-----

8．强制显示小数点和符号

　　当程序输出下面的代码时：
　　　　cout<<10.0/5<
　　默认的I/0流会简单地显示2，而非2.0，因为除法的结果是精确的。当需要显示小数点时，可以用iso::showpoint标志。例如：

#include 
　　　　#include 

　　　　void main()
　　　　{
　　　　cout <<10.0/5 <

　　　　cout <
　　　　　　　<<10.0/5 <
　　　　}

　　　　运行结果为：
　　　　　　2
　　　　　　2.00000
　　默认时，I/O流仅在负数之前显示值的符号，根据程序的用途，有时也需要在正数之前加上正号，可以用ios::showpos标志。例如：

#include 
　　　　#include 

　　　　void main()
　　　　{
　　　　 cout <<10 <<" " <<-20 <

　　　　 cout <
　　　　　　　<<10 <<" " <<-20 <
　　　　}

　　运行结果为：
　　　　　10 -20
　　　　　+10 -20

小结
　
　　变量是程序分配给某个内存位置的名字，它可以存放信息。程序在使用变量前，必须先说明变量名和变量类型。
　　不同的变量不能同名，变量名应该尽量反映出变量的用途，以增强程序的可读性。
　　在程序运行中，常量的值不可改变。常量也有各种数据类型，也占有存储空间。各种数据类型的数据表示有一定的范围，越过了该范围， C++就要对该数据进行截取，使得数据不再正确。
　　利用cout可以输出各种数据类型的数据，可以多种方式在屏幕上显示输出信息(包括特殊符号)。
　　C++兼容C的库函数，所以printf()和scanf()也可照常使用。