C++ 流格式控制

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格式控制










转自:



http://blog.pfan.cn/aurora/18800.html











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




其它流函数







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):


每一个iostream库对象都维护了一个格式状态(format state),它控制格式化操作的细节,比如整型值的进制基数或浮点数值的精度。C++为程序员提供了一组预定义的操纵符,可用来修改一个对象的格式状态。

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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