C++的cin/cout高阶格式化操作

这篇文章主要讲解如何在C++中使用cin/cout进行高级的格式化输出操作,包括数字的各种计数法(精度)输出,左或右对齐,大小写等等。通过本文,您可以完全脱离scanf/printf,仅使用cin/cout来完成一切需要的格式化输入输出功能(从非性能的角度而言)。更进一步而言,您还可以在上使用这些格式化操作,从而代替sscanf/sprintf和fscanf/fprintf函数。为方便描述,下文仅以cin/cout为例进行介绍。

  一、综述

  cin/cout是STL库提供的一个iostream实例,拥有ios_base基类的全部函数和成员数据。进行格式化操作可以直接利用setf/unsetf函数和flags函数。cin/cout维护一个当前的格式状态,setf/unsetf函数是在当前的格式状态上追加或删除指定的格式,而flags则是将当前格式状态全部替换为指定的格式。cin/cout为这两个函数提供了如下参数(可选格式):

  ios::dec  以10进制表示整数

  ios::hex  以16进制表示整数

  ios::oct  以8进制表示整数

  ios::showbase  为整数添加一个表示其进制的前缀

  ios::internal  在符号位和数值的中间插入需要数量的填充字符以使串两端对齐

  ios::left  在串的末尾插入填充字符以使串居左对齐

  ios::right  在串的前面插入填充字符以使串居右对齐

  ios::boolalpha  将bool类型的值以true或flase表示,而不是1或0

  ios::fixed  将符点数按照普通定点格式处理(非科学计数法)

  ios::scientific  将符点数按照科学计数法处理(带指数域)

  ios::showpoint  在浮点数表示的小数中强制插入小数点(默认情况是浮点数表示的整数不显示小数点)

  ios::showpos  强制在正数前添加+号

  ios::skipws  忽略前导的空格(主要用于输入流,如cin)

  ios::unitbuf  在插入(每次输出)操作后清空缓存

  ios::uppercase  强制大写字母

  以上每一种格式都占用独立的一位,因此可以用“|”(位或)运算符组合使用。调用setf/unsetf或flags设置格式一般按如下方式进行:

  1 cout.setf(ios::right | ios::hex); //设置16进制右对齐

  2 cout.setf(ios::right, ios::adjustfield); //取消其它对齐,设置为右对齐

  setf可接受一个或两个参数,一个参数的版本为设置指定的格式,两个参数的版本中,后一个参数指定了删除的格式。三个已定义的组合格式为:

  ios::adjustfield  对齐格式的组合位

  ios::basefield  进制的组合位

  ios::floatfield  浮点表示方式的组合位

  设置格式之后,下面所有使用cout进行的输出都会按照指定的格式状态执行。但是如果在一次输出过程中需要混杂多种格式,使用cout的成员函数来处理就显得很不方便了。STL另提供了一套库可以满足这种使用方式。库中将每一种格式的设置和删除都进行了函数级的同名封装,比如fixed函数,就可以将一个ostream的对象作为参数,在内部调用setf函数对其设置ios::fixed格式后再返回原对象。此外还提供了setiosflags、setbase、setfill、setw、setprecision等方便的格式控制函数,下文会逐一进行介绍。大多数示例代码都会使用到,因此默认包含的头文件均为:

  1 #include

  2 #include

  二、缩进

  将输出内容按指定的宽度对齐,需要用到ios::right、ios::left、ios::internal和iomanip里的setw。其中setw用于指定要输出内容的对齐宽度。以下两段代码的结果完全相同,前面是一个浮点数-456.98,后面紧跟着一个字符串“The End”以及换行符“endl”。

  代码一:

  01 #include

  02 #include

  03 using namespace std;

  04 int main(void) {

  05     cout.flags(ios::left); //左对齐

  06     cout << setw(10) << -456.98 << "The End" << endl;

  07     cout.flags(ios::internal); //两端对齐

  08     cout << setw(10) << -456.98 << "The End" << endl;

  09     cout.flags(ios::right); //右对齐

  10     cout << setw(10) << -456.98 << "The End" << endl;

  11     return 0;

  12 }

  代码二:

  1 #include

  2 #include

  3 using namespace std;

  4 int main(void) {

  5     cout << left << setw(10) << -456.98 << "The End" << endl; //左对齐

  6     cout << internal << setw(10) << -456.98 << "The End" << endl; //两端对齐

  7     cout << right << setw(10) << -456.98 << "The End" << endl; //右对齐

  8     return 0;

  9 }

  结果:

  -456.98   The End

  -   456.98The End

  -456.98The End

  这里要额外说明的一点是,setw函数会用当前的填充字符控制对齐位置,默认的填充字符是空格。可以通过的setfill来设置填充字符,比如下面的代码用字符“0”作为填充字符:

  1 #include

  2 #include

  3 using namespace std;

  4 int main(void) {

  5     cout << setfill('0') << setw(10) << 45698 << endl;

  6     return 0;

  7 }

  结果:

  0000045698

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