本文摘自C++primer第四版附錄A3
A.3.3. 控制輸出格式
許多操縱符使我們能夠改變輸出的外觀。有兩大類的輸出控制:控制數值的表示,以及控制填充符的數量和布局。
控制布爾值和格式
改變對象格式化狀態的操縱符的一個例子是 boolalpha 操縱符。默認情況下,將 bool 值顯示為 1 或 0,true 值顯示為 1,而 false 值顯示為 0。可以通過流的 boolalpha 操縱符覆蓋這個格式化:
cout << "default bool values: "
<< true << " " << false
<< "\nalpha bool values: "
<< boolalpha
<< true << " " << false
<< endl;
執行時,這段程序產生下面的輸出:
default bool values: 1 0
alpha bool values: true false
一旦將 boolalpha “寫”至 cout,從這個點起就改變了 cout 將怎樣顯示 bool 值,后續顯示 bool 值的操作將用 true 或 false 進行顯示。
要取消 cout 的格式狀態改變,必須應用 noboolalpha:
bool bool_val;
cout << boolalpha // sets internal state of cout
<< bool_val
<< noboolalpha; // resets internal state to default formatting
現在只改變 bool 值的格式化來顯示 bool_val,并且立即將流重置為原來的狀態。
指定整型值的基數
默認情況下,用十進制讀寫整型值。通過使用操縱符 hex、oct 和 dec,程序員可以將表示進制改為八進制、十六進制或恢復十進制(浮點值的表示不受影響):
const int ival = 15, jval = 1024; // const, so values never change
cout << "default: ival = " << ival
<< " jval = " << jval << endl;
cout << "printed in octal: ival = " << oct << ival
<< " jval = " << jval << endl;
cout << "printed in hexadecimal: ival = " << hex << ival
<< " jval = " << jval << endl;
cout << "printed in decimal: ival = " << dec << ival
<< " jval = " << jval << endl;
編譯和執行的時候,程序產生下面的輸出:
default: ival = 15 jval = 1024
printed in octal: ival = 17 jval = 2000
printed in hexadecimal: ival = f jval = 400
printed in decimal: ival = 15 jval = 1024
注意,像 boolalpha 一樣,這些操縱符改變格式狀態。它們影響緊接在后面的輸出,以及所有后續的整型輸出,直到通過調用另一操縱符重圍格式為止。
指出輸出的基數
默認情況下,顯示數值的時候,不存在關于所用基數的可見記號。例如,20 是 20,還是 16 的八進制表示?按十進制模式顯示數值的時候,會按我們期待的格式打印數值。如果需要打印八進制或十六進制值,可能應該也使用 showbase 操縱符。showbase 操縱符導致輸出流使用的約定,與指定整型常量基數所用的相同:
-
以 0x 為前導表示十六進制。
-
以 0 為前導表示八進制。
-
沒有任何前導表示十進制。
修改程序使用 showbase 如下:
const int ival = 15, jval = 1024; // const so values never change
cout << showbase; // show base when printing integral values
cout << "default: ival = " << ival
<< " jval = " << jval << endl;
cout << "printed in octal: ival = " << oct << ival
<< " jval = " << jval << endl;
cout << "printed in hexadecimal: ival = " << hex << ival
<< " jval = " << jval << endl;
cout << "printed in decimal: ival = " << dec << ival
<< " jval = " << jval << endl;
cout << noshowbase; // reset state of the stream
修改后的輸出使得基礎值到底是什么很清楚:
default: ival = 15 jval = 1024
printed in octal: ival = 017 jval = 02000
printed in hexadecimal: ival = 0xf jval = 0x400
printed in decimal: ival = 15 jval = 1024
noshowbase 操縱符重置 cout,以便它不再顯示整型值的表示基數。
默認情況下,十六進制值用帶小寫 x 的小寫形式打印。可以應用 uppercase 操縱符顯示 X 并將十六進制數字 a - f 顯示為大寫字母。
cout << uppercase << showbase << hex
<< "printed in hexadecimal: ival = " << ival
<< " jval = " << jval << endl
<< nouppercase << endl;
前面的程序產生下面的輸出:
printed in hexadecimal: ival = 0XF jval = 0X400
要恢復小寫,就應用 nouppercase 操縱符。
控制浮點值的格式
對于浮點值的格式化,可以控制下面三個方面:
-
精度:顯示多少位數字。
-
記數法:用小數還是科學記法法顯示。
-
對是整數的浮點值的小數點的處理。
默認情況下,使用六位數字的精度顯示浮點值。如果值沒有小數部分,則省略小數點。使用小數形式還是科學記數法顯示數值取決于被顯示的浮點數的值,標準庫選擇增強數值可讀性的格式,非常大和非常小的值使用科學記數法顯示,其他值使用小數形式。
指定顯示精度
默認情況下,精度控制顯示的數字總位數。顯示的時候,將浮點值四舍五入到當前精度。因此,如果當前精度是 4,則 3.14159 成為 3.142;如果精度是 3,打印為 3.14。
通過名為 precision 的成員函數,或者通過使用 setprecision 操縱符,可以改變精度。precision 成員是重載的(第 7.8 節):一個版本接受一個 int 值并將精度設置為那個新值,它返回先前的精度值;另一個版本不接受實參并返回當前精度值。setprecision 操縱符接受一個實參,用來設置精度。
下面的程序說明控制顯示浮點值所用精度的不同方法:
// cout.precision reports current precision value
cout << "Precision: " << cout.precision()
<< ", Value: " << sqrt(2.0) << endl;
// cout.precision(12) asks that 12 digits of precision to be printed
cout.precision(12);
cout << "Precision: " << cout.precision()
<< ", Value: " << sqrt(2.0) << endl;
// alternative way to set precision using setprecision manipulator
cout << setprecision(3);
cout << "Precision: " << cout.precision()
<< ", Value: " << sqrt(2.0) << endl;
編譯并執行后,程序產生下面的輸出:
Precision: 6, Value: 1.41421
Precision: 12, Value: 1.41421356237
Precision: 3, Value: 1.41
這個程序調用標準庫中的 sqrt 函數,可以在頭文件 cmath 中找到它。sqrt 函數量重載的,可以用 float、double 或 long double 實參調用,它返回實參的平方根。
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操縱符和其他接受實參的操縱符定義在頭文件 iomanip 中。
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控制記數法
默認情況下,用于顯示浮點值的記數法取決于數的大小:如果數很大或很小,將按科學記數法顯示,否則,使用固定位數的小數。標準庫選擇使得數容易閱讀的記數法。
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將浮點數顯示為普通數(相對于顯示貨幣、百分比,那時我們希望控制值的外觀)的時候,通常最好讓標準庫來選擇使用的記數法。要強制科學記數法或固定位數小數的一種情況是在顯示表的時候,表中的小數點應該對齊。
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如果希望強制科學記數法或固定位數小數表示,可以通過使用適當的操縱符做到這一點:scientific 操縱符將流變為使用科學記數法。像在十六進制值上顯示 x 一樣,也可以通過 uppercase 操縱符控制科學記數法中的 e。fixed 操縱符將流為使用固定位數小數表示。
這些操縱符改變流精度的默認含義。執行 scientific 或 fixed 之后,精度值控制小數點之后的數位。默認情況下,精度指定數字的總位數——小數點之前和之后。使用 fixed 或 scientific 命名我們能夠按列對齊來顯示數,這一策略保證小數點總是在相對于被顯示的小數部分固定的位置。
恢復浮點值的默認記數法
與其他操縱符不同,不存在將流恢復為根據被顯示值選擇記數法的默認狀態的操縱符,相反,我們必須調用 unsetf 成員來取消 scientific 或 fixed 所做的改變。要將流恢復為浮點值的默認處理,將名為 floatfield 的標準庫定義值傳給 unsetf 函數:
// reset to default handling for notation
cout.unsetf(ostream::floatfield);
除了取消它們的效果之外,使用這些操縱符像使用任意其他操縱符一樣:
cout << sqrt(2.0) << '\n' << endl;
cout << "scientific: " << scientific << sqrt(2.0) << '\n'
<< "fixed decimal: " << fixed << sqrt(2.0) << "\n\n";
cout << uppercase
<< "scientific: " << scientific << sqrt(2.0) << '\n'
<< "fixed decimal: " << fixed << sqrt(2.0) << endl
<< nouppercase;
// reset to default handling for notation
cout.unsetf(ostream::floatfield);
cout << '\n' << sqrt(2.0) << endl;
產生如下輸出:
1.41421
scientific: 1.414214e+00
fixed decimal: 1.414214
scientific: 1.414214E+00
fixed decimal: 1.414214
1.41421
顯示小數點
默認情況下,當浮點值的小數部分為 0 的時候,不顯示小數點。showpoint 操縱符強制顯示小數點:
cout << 10.0 << endl; // prints 10
cout << showpoint << 10.0 // prints 10.0000
<< noshowpoint << endl; // revert to default handling of decimal point
noshowpoint 操縱符恢復默認行為。下一個輸出表達式將具有默認行為,即,如果浮點值小數部分為 0,就取消小數點。
填充輸出
按欄顯示數據的時候,經常很希望很好地控制數據的格式化。標準庫提供下面幾個操縱幫助我們實現需要的控制:
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像 endl 一樣,setw 不改變輸出流的內部狀態,它只決定下一個輸出的長度。
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下面程序段說明了這些操縱符:
int i = -16;
double d = 3.14159;
// pad first column to use minimum of 12 positions in the output
cout << "i: " << setw(12) << i << "next col" << '\n'
<< "d: " << setw(12) << d << "next col" << '\n';
// pad first column and left-justify all columns
cout << left
<< "i: " << setw(12) << i << "next col" << '\n'
<< "d: " << setw(12) << d << "next col" << '\n'
<< right; // restore normal justification
// pad first column and right-justify all columns
cout << right
<< "i: " << setw(12) << i << "next col" << '\n'
<< "d: " << setw(12) << d << "next col" << '\n';
// pad first column but put the padding internal to the field
cout << internal
<< "i: " << setw(12) << i << "next col" << '\n'
<< "d: " << setw(12) << d << "next col" << '\n';
// pad first column, using # as the pad character
cout << setfill('#')
<< "i: " << setw(12) << i << "next col" << '\n'
<< "d: " << setw(12) << d << "next col" << '\n'
<< setfill(' '); // restore normal pad character
執行時,該程序段產生如下輸出:
i: -16next col
d: 3.14159next col
i: -16 next col
d: 3.14159 next col
i: -16next col
d: 3.14159next col
i: - 16next col
d: 3.14159next col
i: -#########16next col
d: #####3.14159next col
A.3.4. 控制輸入格式化
默認情況下,輸入操作符忽略空白(空格、制表符、換行符、進紙和回車)。對下面的循環:
while (cin >> ch)
cout << ch;
給定輸入序列
a b c
d
循環執行四次從字符 a 讀到 d,跳過介于其間的空格、可能的制表符和換行符。該程序段的輸出是:
abcd
noskipws 操縱符導致輸入操作符讀(而不是跳過)空白。要返回默認行為,應用 skipws 操縱符:
cin >> noskipws; // set cin so that it reads whitespace
while (cin >> ch)
cout << ch;
cin >> skipws; // reset cin to default state so that it discards whitespace
給定與前面相同的輸入,該循環進行 7 次迭代,讀輸入中的空白以及字符。該循環產生如下輸出:
a b c
d
A.3.5. 未格式化的輸入/輸出操作
迄今為止,示例程序中只使用過格式化的 IO 操作。輸入和輸出操作符(<< 和 >>)根據被處理數據的類型格式化所讀寫的數據。輸入操作符忽略空白,輸出操作符應用填充、精度等。
標準庫還提供了豐富的支持未格式化 IO 的低級操作,這些操作使我們能夠將流作為未解釋的字節序列處理,而不是作為數據類型(如 char、int、string 等)的序列處理。