C++输入输出流

数据输入和输出过程也是数据传输的过程。数据就像流水一样从一个地方流动到另一个地方，因此，在C++中将此过程称为“流（stream）"。

在C++的标准库中，将用于进行数据输入输出的类统称为”流类“。cin是流类istream的对象，cout是流类ostream的对象。要使用流类，需要在程序中包含iostream头文件。

C++中常用的几个流类及其2相互关系：

 图1中的箭头代表派生类。ios是抽象基类，它派生出istream和ostream。istream和ostream又共同派生出了iostream类。

为了避免多继承的二义性，从ios派生出istream和ostream时，均使用virtual关键字（虚继承）。

istream是用于输入的流类，cin就是该类的对象。

ostream是用于输出的流类，cout就是该类的对象。

ifstream是用于从文件读取数据的类。

ofstream是用于向文件写入数据的类。

iostream是既能用于输入，又能用于输出的类。

fstream是既能从文件读取数据，又能向文件写入数据的类。

标准流对象

iostream头文件中定义了四个标准流对象，它们是cin、cout、cerr和clog。

cin对应于标准输入流，用于从键盘读取数据，也可以被重定向为从文件中读取数据。

cout对应于标准输出流，用于向屏幕输出数据，也可以被重定向为向文件写入数据。

clog对应于标准错误输出流，用于向屏幕输出错误信息，不能被重定向。

cerr和clog的区别在于：cerr不适用缓冲区，直接向显示器输出信息；而输出到clog中的信息会先被存放到缓冲区，缓冲区满或者刷新时才输出到屏幕。

ostream类的无参构造函数和复制构造函数都是私有的，因此在程序中一般无法定义ostream类的对象，唯一能用的ostream类的对象就是cout。

cout可以被重定向，而cerr不能。所谓重定向，就是将输入的源或输出的目的地改变。例如，cout本来是输出到屏幕的，但是经过重定向，本该输出到屏幕上的东西就可以被输出到文件中。

例如：

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1#include <iostream>

2using namespace std;

3int main()

4{

5    int x,y;

6    cin >> x >> y;

7    freopen("test.txt", "w", stdout);  //将标准输出重定向到 test.txt文件

8    if( y == 0 )  //除数为0则输出错误信息

9        cerr << "error." << endl;

10    else

11        cout << x /y ;

12    return 0;

13}

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其中，freopen是个标准库函数，第二个参数w代表写模式，第三个参数代表标准输出。该语句的作用是将标准输出重定向为test.txt文件。重定向之后，所有对cout的输出都不再出现在屏幕上，而是在test.txt文件中。

cin也可以被重定向，如果在程序中加入

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1freopen("input.dat", "r", stdin);

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第二个参数r代表读入方式，第三个参数stdin代表输入。执行此语句后，cin就不再从键盘读入数据，而是从input.dat文件中读入数据。

使用流操作算子

C++中常用的输入流操纵算子如表1所示，它们都是在头文件iomanip中定义的，要使用这些流操纵算子，必须包含该头文件。

note:"流操纵算子"一栏中的*不是算子的一部分，星号表示在没有使用任何算子的情况下，就等效于使用了该算子。例如，在默认情况下，整数是十进制形式输出的，等效于使用了dec算子。

流操作算子的用法

使用这些算子的方法是将算子用<<和cout连用。例如

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1cout<<hex<<12<<","<<24;

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这条语句的作用是指定以十六进制形式输出后面两个数，因此输出结果是：

c,18

setiosflags()算子

setiosflags()算子实际上是一个函数库，它以一些标志作为参数，这些标志可以是在iostream头文件中定义的以下几种取值，它们的含义和同名算子一样。

 这些标志实际上都是仅有某比特位为1，而其他比特位都为0的整数。

多个标志可以用|运算符连接，表示同时设置。例如：

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1cout << setiosflags(ios::scientific|ios::showpos) << 12.34;

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如果两个相互矛盾的标志同时被设置，如先设置setiosflags(ios::fixed),然后设置setiosflags(ios::scientific),那么结果可能就是两个标志都不起作用。因此，在设置了某标志，又要设置其他与之矛盾的标志时，就应该用resetiosflags清除原先的标志。例如下面的三条语句：

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1cout << setiosflags(ios::fixed) << 12.34 << endl;

2cout << resetiosflags(ios::fixed) << setiosflags(ios::scientific | ios::showpos) << 12.34 << endl;

3cout << resetiosflags(ios::showpos) << 12.34 << endl;  //清除要输出正号的标志

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输出结果是：

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112.340000

2+1.234000e+001

31.234000e+001

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需要注意的是，setw()算子所起的作用是一次性的，即之影响下一次输出，每次需要指定输出宽度时都要使用setw()。因可以看到，第9）行的输出因为没有使用setw(),输出宽度就不再是前面所指定的12个字符。

在读入字符串时，setw()还能影响cin的行为，例如下面的程序：

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1#include <iostream>

2#include <iomanip>

3using namespace std;

4int main()

5{

6    string s1, s2;

7    cin >> setw(4) >> s1 >> setw(3) >> s2;

8    cout << s1 << "," << s2 << endl;

9    return 0;

10}

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输入：

1234567890↙

程序的输出结果是：

1234，567

说明setw(4)使得读入s1时，只读入4个字符串，其后的setw（3）使得读入s2时只读入3个字符。

setw()用于cin时，同时只影响下一次的输入。

调用cout的成员函数

ostream类有一些成员函数，通过cout调用它们也能用于控制输出的格式，其作用和流操纵算子相同。

这些成员函数的用法十分简单，如：

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1cout.setf(ios::scientific);

2cout.precision(8);

3cout << 12.23 << endl;

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输出结果是：

1.22300000e+001