当输入/输出的数据没有指定格式,它们都按缺省的格式输入/输出。然而,有时需要对数据格式进行控制。这时需利用ios类中定义的格式控制成员函数,通过调用它们来完成格式的设置。ios类的格式控制函数如下所示:
long flags( ) const | 返回当前的格式标志。 |
long flays(long newflag) | 设置格式标志为newflag,返回旧的格式标志。 |
long setf(long bits) | 设置指定的格式标志位,返回旧的格式标志。 |
long setf(long bits,long field) | 将field指定的格式标志位置为bits,返回旧的格式标志。 |
long unsetf(long bits) | 清除bits指定的格式标志位,返回旧的格式标志。 |
long fill(char c) | 设置填充字符,缺省条件下是空格。 |
char fill( ) | 返回当前填充字符。 |
int precision(int val) | 设置精确度为val,控制输出浮点数的有效位,返回旧值。 |
int precision( ) | 返回旧的精确度值。 |
int width(int val) | 设置显示数据的宽度(域宽),返回旧的域宽。 |
int width( ) | 只返回当前域宽,缺省宽度为0。这时插入操作能按表示数据的最小宽度显示数据。 |
预定义的操纵算子
使用成员函数控制格式化输入输出时,每个函数调用需要写一条语句,尤其是它不能用在插入或提取运算符的表达式中,而使用操纵算子,则可以在插入和提取运算符的表达式中控制格式化输入和输出。在程序中使用操纵算字必须嵌入头文件iomanip.h
dec | 十进制的输入输出 |
hex | 十六进制的输入输出 |
oct | 八进制的输入输出 |
ws | 提取空白字符 |
ends | 输出一个nul字符 |
endl | 输出一个换行字符,同时刷新流 |
flush | 刷新流 |
resetiosflags(long) | 请除特定的格式标志位 |
setiosflags(long) | 设置特定的格式标志位 |
setfill(char) | 设置填充字符 |
setprecision(int) | 设置输出浮点数的精确度 |
setw(int) | 设置域宽格式变量 |
错误处理
在对一个流对象进行I/O操作时,可能会产生错误。当错误发生时,错误的性质被记录在ios类的一个数据成员中。
ios类中定义的描述错误状态的常量:
goodbit | 没有错误,正常状态 eofbit 到达流的结尾 |
failbit | I/O操作失败,清除状态字后,可以对流继续进行操作。 |
badbit | 试图进行非法操作,清除状态字后,流可能还可以使用。 |
hardfail | 致命错误,不可恢复的错误。 |
ostream类的成员函数
流的其它成员函数可以从流中读取字符或字符串,对流进行无格式化的输入 输出操作,以及直接控制对流的I/O操作。
返回类型 | ios类的成员 | 描 述 |
ostream* | tie(ostream*) | 将当前流与指定的输出流连接起来。每当需要 读取当前流时,连接的流会自动刷新。C++流库已用cin.tie(cout)将输入流与输出流连接起来。要取消与输出流的连接可采用is.tie(0) |
ostream* | tie( ) | 返回指向连接流的指针 |
返回类型 | ostream类的成员 | 描 述 |
ostream& | put(char ch) | 向流中输出一个字符ch,不进行任何转换 |
ostream& | write(char*,int) | 向流中输出指定长度的字符串,不进行转换 |
ostream& | flush( ) | 刷新流,输出所有缓冲的但还未输出的数据 |
ostream& | seekp(streampos) | 移动流的当前指针到给定的绝对位置 |
ostream& | seekp(sereamoff,seek_dir) | 流的当前指针类似与文件的当前指针 |
streampos | teelp( ) | 返回流的当前指针的绝对位置 |
istream类的成员函数
返回类型 | istream类的成员 | 描 述 |
int | get( ) | 读取并返回一个字符 |
istream& | get(char&c) | 读取字符并存入c中 |
istream& | get(char*ptr,int len,char delim='') | 读取指定的字符到缓冲区中,直到遇到指定的分界符为止,分界符不填入缓冲区。 |
istream& | getline(char*ptr,int len,char delim='') | 与get(char*ptr,int len,chardelim ='') 类似,但将分界符填入缓冲区。 |
istream& | putback( ) | 将最近读取的字符放回流中 |
istream& | read(char*,int) | 读取规定长度的字符串到缓冲区中 |
int | peek( ) | 返回流中下一个字符,但不移动文件指针 |
istream& | seekg(streampos) | 移动当前指针到一绝对地址 |
istream& | seekg(streampos,seek_dir) | 移动当前指针到一相对地址 |
streampos | tellg( ) | 返回当前指针 |
istream& | ignore(int n=1,delim=EOF) | 跳过流中几个字符,或直到遇到指定的分界符为止 |
附:以16进制形式打印内存数据:
#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;
void foo( const void* buf, size_t len )
{
const unsigned char* p = (const unsigned char*)buf;
for( size_t i=0; i<len; ++i )
{
cout << setfill('0') << setw(2) << uppercase << hex << (unsigned)p[i] << ' ';
}
cout << endl;
}
int main( void )
{
char *test1 = "\x00\x01\x10\xFF";
foo( test1, 4 );
double test2 = 123.456;
foo( &test2, 8 );
return 0 ;
};
输出:
00 01 10 FF
77 BE 9F 1A 2F DD 5E 40
补充(2008-11-06):
操纵符被应用在流对象上的方式,就好像它们是数据一样。但是,操纵符不导致读写数据,而是修改流对象的内部状态。例如,缺省情况下,true值的bool对象被写成整数值1:
#include <iostream>
int main()
{
bool illustrate = true;;
cout << "bool object illustrate set to true: "
<< illustrate << '\n';
}
为了修改cout,使它能够把illustrate显示为true,我们应用boolalpha操纵符:
#include <iostream>
int main()
{
bool illustrate = true;;
cout << "bool object illustrate set to true: ";
// 改变cout的状态
// 用字符串true和false输出bool值
cout << boolalpha;
cout << illustrate << '\n';
}
因为操纵符被应用之后,仍然返回原来被应用的流对象,所以我们可以把它的应用与数据的应用连接起来(或者与其他操纵符的应用连接起来)。下面是重写之后的小程序,它混合了数据和操纵符:
#include <iostream>
int main()
{
bool illustrate = true;
cout << "bool object illustrate: "
<< illustrate
<< "\nwith boolalpha applied: "
<< boolalpha << illustrate << '\n';
// ...
}
像这样,把操纵符和数据混合起来容易产生误导作用。应用操纵符之后,不只改变了后面输出值的表示形式,而且修改了ostream的内部格式状态。在我们的例子中,整个程序的余下部分都将把bool值显示为true或false。
为了消除对cout的修改,我们必须应用noboolalpha操纵符:
cout << boolalpha // 设置cout的内部状态
<< illustrate
<< noboolalpha // 解除cout内部状态
我们将会看到,许多操纵符都有类似的“设置/消除(set/unset)”对 。
缺省情况下,算术值以十进制形式被读写。程序员可以通过使用hex、oct和dec操纵符,把整数值的进制基数改为八进制或十六进制,或改回十进制(浮点值的表示不受影响)。例如:
#include <iostream>
int main()
{
int ival = 16;
double dval = 16.0;
cout << "ival: " << ival
<< " oct set: " << oct << ival << "\n";
cout << "dval: " << dval
<< " hex set: " << hex << dval << "\n";
cout << "ival: " << ival
<< " dec set: " << dec << ival << "\n";
}
编译并执行程序,产生下列输出:
ival: 16 oct set: 20
dval: 16 hex set: 16
ival: 10 dec set: 16
我们这个程序的一个问题是,我们在看到一个值的时候无法知道它的进制基数。例如,20是真正的20,还是16的八进制表示?操纵符showbase可以让一个整数值在输出时指明它的基数,形式如下:
1.0x开头表明是十六进制数(如果希望显示为大写字母,则可以应用uppercase操纵符;为了转回小写的x,我们可以应用nouppercase操纵符)。
2.以0开头表示八进制数。
3.没有任何前导字符,表示十进制数。
下面是用showbase改写过的程序:
#include <iostream>
int main()
{
int ival = 16;
double dval = 16.0;
cout << showbase;
cout << "ival: " << ival
<< " oct set: " << oct << ival << "\n";
cout << "dval: " << dval
<< " hex set: " << hex << dval << "\n";
cout << "ival: " << ival << " dec set: "
<< dec << ival << "\n";
cout << noshowbase;
}
下面是修改后的输出:
ival: 16 oct set: 020
dval: 16 hex set: 16
ival: 0x10 dec set: 16
noshowcase操纵符重新设置cout,使它不再显示整数值的进制基数。
缺省情况下,浮点值有6位的精度。这个值可以用成员函数precision(int)或流操纵符setprecision()来修改(若使用后者,则必须包含iomanip头文件)。precision()返回当前的精度值。例如:
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <math.h>
int main()
{
cout << "Precision: "
<< cout.precision() << endl
<< sqrt(2.0) << endl;
cout.precision(12);
cout << "\nPrecision: "
<< cout.precision() << endl
<< sqrt(2.0) << endl;
cout << "\nPrecision: " << setprecision(3)
<< cout.precision() << endl
<< sqrt(2.0) << endl;
return 0;
}
编译并执行程序,产生以下输出:
Precision: 6
1.41421
Precision: 12
1.41421356237
Precision: 3
1.41
带有一个实参的操纵符,比如前面见到的setprecision()和setw(),要求包含iomanip头文件:
#include <iomanip>
我们的例子没有说明setprecision()的两个更深入的方面:1)整数值不受影响,2)浮点值被四舍五入而不是被截取。因此当精度为4时,3.14159变成3.142,精度为3时变成3.14。
缺省情况下,当小数部分为0时,不显示小数点。例如:
cout << 10.00
输出为
10
为了强制显示小数点,我们使用showpoint操纵符:
cout << showpoint
<< 10.0
<< noshowpoint << '\n';
noshowpoint操纵符重新设置缺省行为。
缺省情况下,浮点值以定点小数法显示。为了改变为科学计数法,我们使用scientific操纵符。为了改回到定点小数法,我们使用fixed操纵符:
cout << "scientific: " << scientific
<< 10.0
<< "fixed decimal: " << fixed
<< 10.0 << '\n';
这产生
scientific: 1.0e+01
fixed decimal: 10
如果希望把‘e’输出为‘E’,我们可以使用uppercase操纵符。要转回小写字母,我们使用nouppercase操纵符。(uppercase操纵符不会使所有字母字符都显示为大写!)。
缺省情况下,重载的输入操作符跳过空白字符(空格、制表符、换行符、走纸、回车)。已知序列
a b c
d
循环
char ch;
while ( cin >> ch )
// ...
执行四次,以读入从a到d的四个字符,跳过中间的空格、可能的制表符和换行符。操纵符noskipws使输入操作符不跳过空白字符:
char ch;
cin >> noskipws;
while ( cin >> ch )
// ...
cin >> skipws;
现在while循环需要迭代七次,才能读入字符a到d。为了转回到缺省行为,我们在cin上应用操纵符skipws。
当我们写
cout << "please enter a value: ";
文字字符串被存储在与cout相关联的缓冲区中。有许多种情况可以引起缓冲区被刷新——即,清空——在我们的例子中,也就是将缓冲区写到标准输出上:
1.缓冲区可能会满,在这种情况下,它必须被刷新,以便读取后面的值。
2.我们可通过显式地使用flush、ends或endl操纵符来刷新缓冲区。
// 清空缓冲区
cout << "hi!" << flush;
// 插入一个空字符然后刷新缓冲区
char ch[2]; ch[0] = 'a'; ch[1] = 'b';
cout << ch << ends;
// 插入一个换行符然后刷新缓冲区
cout << "hi!" << endl;
3.unitbuf,一个内部的流状态变量,若它被设置,则每次输出操作后都会清空缓冲区。
4.一个ostream对象可以被捆绑到一个istream上,在这种情况下,当istream从输入流读取数据时,ostream的缓冲区就会被刷新。cout被预定义为“捆绑”在cin上:
cin.tie( &cout );
语句
cin >> ival;
使得与cout相关联的缓冲区被刷新。
一个ostream对象一次只能被捆绑到一个istream对象上,为了打破现有的捆绑,我们可以传递一个实参0。例如:
istream is;
ostream new_os;
// ...
// tie() 返回现有的捆绑
ostream *old_tie = is.tie();
is.tie( 0 ); // 打破现有的捆绑
is.tie( &new_os ); // 设置新的捆绑
// ...
is.tie( 0 ); // 打破现有的捆绑
is.tie( old_tie ); // 重新建立原来的捆绑
我们可以用setw()操纵符来控制数字或字符串值的宽度。例如程序
#include <iostream>
#include <iomanip>
int main()
{
int ival = 16;
double dval = 3.14159;
cout << "ival: " << setw(12) << ival << '\n'
<< "dval: " << setw(12) << dval << '\n';
}
产生以下输出:
ival: 16
dval: 3.14159
第二个setw()是必需的,因为不像其他操纵符,setw()不修改ostream对象的格式状态。
要想使输出的值左对齐,我们可以应用left操纵符(通过right操纵符可以重新设回到缺省状态)。如果我们希望产生
16
- 3
我们可以应用internal操纵符,它使得正负符号左对齐,而值右对齐,中间添加空格。如果希望用其他字符填充中间的空白,则可以应用setfill()操纵符。
cout << setw(6) << setfill('%') << 100 << endl;
产生
%%%100
预定义的所有操纵符都被列在表20.1中。
操 纵 符 含 义
boolalpha 把true 和 false 表示为字符串
*noboolalpha 把true 和 false 表示为0、1
showbase 产生前缀,指示数值的进制基数
*noshowbase 不产生进制基数前缀
showpoint 总是显示小数点
*noshowpoint 只有当小数部分存在时才显示小数点
Showpos 在非负数值中显示 +
*noshowpos 在非负数值中不显示 +
*skipws 输入操作符跳过空白字符
noskipws 输入操作符不跳过空白字符
uppercase 在十六进制下显示 0X , 科学计数法中显示E
*nouppercase 在十六进制下显示 0x, 科学计数法中显示e
*dec 以十进制显示
hex 以十六进制显示
oct 以八进制显示
left 将填充字符加到数值的右边
right 将填充字符加到数值的左边
续表
操 纵 符 含 义
Internal 将填充字符加到符号和数值的中间
*fixed 以小数形式显示浮点数
scientific 以科学计数法形式显示浮点数
flush 刷新ostream缓冲区
ends 插入空字符,然后刷新ostream缓冲区
endl 插入换行符,然后刷新ostream缓冲区
ws “吃掉” 空白字符
// 以下这些要求 #include <iomanip>
setfill( ch ) 用ch填充空白字符
setprecision( n ) 将浮点精度设置为 n
setw( w ) 按照w个字符来读或者写数值
setbase( b ) 以进制基数 b 输出整数值
* 表示缺省的流状态
iostream库是强类型的。例如,试图从一个ostream读数据,或者写数据到一个istream,都会在编译时刻被捕获到,并标记为类型违例。例如,已知下列声明
#include <iostream>
#include <fstream>
class Screen;
extern istream& operator>>( istream&, const Screen& );
extern void print( ostream& );
ifstream inFile;
下面的两条语句都将导致编译时刻类型违例:
int main()
{
Screen myScreen;
// 错误:期望一个 ostream&
print( cin >> myScreen );
// 错误:期望 >> operator
inFile << "error: output operator";
}
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