2.5 数据输入与输出

在用户与计算机进行交互的过程中，数据输入与输出是必不可少的操作过程，计算机需要通过输入来获取用户的操作指令，并通过输出来显示操作结果。本节将介绍数据输入与输出的相关内容。

2.5.1 控制台屏幕

在NT内核的Windows操作系统中为保留DOS系统的风格，提供了控制台程序，选择“开始”→“运行”，打开“运行”对话框，在“打开”文本框中输入cmd.exe之后，按Enter键，可以启动控制台程序。在控制台中可以运行DIR、CD、DELETE等DOS系统中的文件操作命令，也可以用来启动Windows的程序。控制台屏幕如图2.19所示。

使用Visual C++6.0创建的控制台工程的程序都将运算结果输出到如图2.16 所示的控制台屏幕中，它是程序显示输出结果的地方。

2.5.2 C++语言中的流

在C++语言中，数据的输入与输出包括标准输入/输出设备（键盘、显示器）、外部存储介质（硬盘）中的文件和内存的存储空间。对标准输入设备和标准输出设备的输入/输出简称为标准I/O，对硬盘中文件的输入/输出简称为文件I/O，对内存中指定的字符串存储空间的输入/输出简称为串I/O。

在C++语言中，我们把数据之间的传输操作称为流。流既可以表示数据从内存传送到某个载体或设备中，即输出流，也可以表示数据从某个载体或设备传送到内存缓冲区变量中，即输入流。C++语言中的所有流都是相同的，但文件可以不同。使用流以后，程序利用流统一对各种计算机设备和文件进行操作，从而提高了程序设计的通用性和灵活性。

C++语言定义了I/O类库供用户使用，标准I/O操作有4个类对象，它们分别是cin、cout、cerr和clog。其中，cin表示标准输入设备键盘，也称为cin流或标准输入流；cout表示标准输出显示器，也称为cout流或标准输出流。当使用键盘输入操作时使用cin流，当使用显示器输出操作时使用cout流，当使用错误信息输出操作时使用cerr或clog。

在C++语言中，流通过运算符“＜＜”和“＞＞”执行输入和输出操作。输出操作是向流中插入一个字符序列，因此，在流操作中，将左移运算符“＜＜”称为插入运算符。输入操作是从流中提取一个字符序列，因此，将右移运算符“＞＞”称为提取运算符。C++程序的输出示意图如图2.20所示。

1.cout语句的语法格式

cout表示显示器，执行cout＜＜x操作就相当于把x的值输出到显示器中。

首先把x的值输出到显示器中，在当前光标位置显示出来，然后cout流恢复到等待输出的状态，以便继续通过插入运算符输出下一个值。当使用插入运算符输出一个值后，再输出下一个值时，将被紧接着放在上一个值的后面，所以为了使流中的前后两个值分开，可以在输出一个值后接着输出一个空格或一个换行符，也可以是其他所需要的字符或字符串。

一个cout语句可以分写成若干行，例如：

也可写成多个cout语句：

以上3种形式的输出语句都是正确的。

2.cin语句的语法格式

执行cin＞＞x就相当于把键盘输入的数据赋值给变量。

当从键盘上输入数据时，只有当输入完数据并按Enter键后，系统才会把该行数据存储到键盘缓冲区，供cin流按顺序读取给变量。另外，从键盘上输入的每个数据之间必须用空格或回车符分开，因为cin为一个变量读入数据时是以空格或回车符作为其结束标志的。

注意：在cin＞＞x操作中，当x为字符指针类型时，要求从键盘输入的数据中读取一个字符串，并把它赋值给x所指向的存储空间，如果x没有事先指向一个允许写入信息的存储空间，则无法完成输入操作。另外，从键盘上输入的字符串，其两边不能带有双引号定界符，如果有双引号定界符，则只作为双引号字符看待。对于输入的字符也是如此，不能带有单引号定界符。

cin（）函数相当于C++语言中的scanf（）函数，将用户输入的数据赋值给变量，代码如下：

输出HelloWorld字符串，代码如下：

程序运行结果如图2.21所示。

endl是向流的末尾加入换行符。i是一个整型变量，在输出流中自动将整型变量转换成字符串输出。

2.5.3 流输出格式的控制

1.cout输出格式控制

在iomanip.h头文件中定义了一些控制流输出格式的函数，在默认情况下，整型数据可以按十进制形式输出，也可以通过hex将其设置为十六进制形式输出。流操作控制的具体函数如表2.9所示。

数据输入/输出的格式控制还有更简捷的形式，就是使用 iomainip.h 头文件中提供的运算符。使用这些运算符不需要调用成员函数，只要把它们作为插入运算符的输出对象即可。

● dec：转换为按十进制形式输出整数，是默认的输出格式。

● oct：转换为按八进制形式输出整数。

● hex：转换为按十六进制形式输出整数。

● ws：从输出流中读取空白字符。

● endl：输出换行符“\n”并刷新流。刷新流是指把流缓冲区中的内容立即写入对应的物理设备上。

● ends：输出一个空字符“\0”。

● flush：只刷新一个输出流。

控制打印格式，代码如下：

程序运行结果如图2.22所示。

2.printf（）函数输出格式控制

C++语言还保留着C语言中的输出函数printf（）。使用printf（）函数可以将任意类型的数据输入到屏幕中。printf（）函数的语法格式如下：

printf（）是变参函数，在数值列表中可以有多个数值，数值的个数不是确定的，每个数值之间使用逗号隔开；控制格式表示数值以哪种格式输出，控制格式的数量要与数值的个数一致，否则程序运行时会产生错误。

控制格式是由%和特定字符构成的，其语法格式如下：

*表示可以使用占位符。域宽表示输出的长度，如果输出的内容没有域宽长，则使用占位符占位；如果输出的内容比域宽长，则按实际内容输出，以适应域宽。长度表示输出内容的长度，如%d表示以整型数据格式输出。输出类型如表2.10所示。

部分格式字符的详细说明如下。

（1）d格式字符，以十进制形式输出整数。有以下几种用法。

●%d，按整型数据的实际长度输出。

●%*md，m为指定的输出字段的宽度。如果数据的位数小于m，则用*所指定的字符占位，如果*未指定字符占位，则用空格占位；如果数据的位数大于m，则按实际位数输出。

●%ld，输出长整型数据。

（2）o格式字符，以八进制形式输出整数。有以下几种用法。

●%o，按整型数据的实际长度输出。

●%*mo，m为指定的输出字段的宽度。如果数据的位数小于m，则用*所指定的字符占位，如果*未指定字符占位，则用空格占位；如果数据的位数大于m，则按实际位数输出。

●%lo，输出长整型数据。

（3）x格式字符，以十六进制形式输出整数。有以下几种用法。

●%x，按整型数据的实际长度输出。

●%*mx，m为指定的输出字段的宽度。如果数据的位数小于m，则用*所指定的字符占位，如果*未指定字符占位，则用空格占位；如果数据的位数大于m，则按实际位数输出。

●%lx，输出长整型数据。

（4）s格式字符，用来输出一个字符串。有以下几种用法。

●%s，将字符串按实际长度输出。

●%*ms，输出的字符串占m列。如果字符串长度大于m，突破m的限制，则用*所指定的字符占位，如果*未指定字符占位，则用空格占位；如果字符串长度小于 m，则左侧补空格。

●%-ms，如果字符串长度小于m，在m列范围内，则字符串向左靠，右侧补空格。

●%m.ns，输出的字符串占m列，但只取字符串中左侧n个字符。这n个字符输出在m列的右侧，左侧补空格。

●%-m.ns，输出的字符串占m列，但只取字符串中左侧n个字符。这n个字符输出在m列的左侧，右侧补空格。

（5）f格式字符，以小数形式输出实型数据。有以下几种用法。

●%f，不指定字段宽度，整数部分全部输出，小数部分输出6位。

●%m.nf，输出的数据占m列，其中有n位小数。如果数值长度小于m，则左侧补空格。

●%-m.nf，输出的数据占m列，其中有n位小数。如果数值长度小于m，则右侧补空格。

（6）e格式字符，以指数形式输出实型数据。有以下几种用法。

●%e，不指定输出数据所占的宽度和小数位数。

●%m.ne，输出的数据占m位，其中有n位小数。如果数值长度小于m，则左端补空格。

●%-m.ne，输出的数据占m位，其中有n位小数。如果数值长度小于m，则右端补空格。

使用printf（）函数输出相关数据，代码如下：

程序运行结果如图2.23所示。