C++STL---＜iomanip＞

最新推荐文章于 2025-04-28 09:06:08 发布
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分类专栏： C++ STL 文章标签： c++ 开发语言
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<iomanip> 是 C++ 标准库中一个非常重要的头文件，它提供了一组用于输入/输出流格式化的工具。通过这些工具，程序员可以方便地调整输出格式，比如设置宽度、对齐方式、精度等。

1. 基本概念

<iomanip> 提供了一些流操纵器（manipulators），这些操纵器可以通过插入操作符（<< 或 >>）与流对象结合使用，用来改变流的行为。例如，可以控制小数点位数、设置输出宽度等。

这些操纵器可以分为两类：

  • 状态操纵器：改变流的状态，直到显式更改为止（如 std::setprecision）。
  • 非状态操纵器：只对当前操作生效（如 std::setw）。

2. 常用操纵器

2.1 设置宽度：std::setw

  • 功能：设置输出的宽度（字符数）。如果数据长度小于宽度，默认用空格填充。
  • 作用范围：仅对当前流操作有效。
  • 语法：
    std::setw(n)
  • 示例：
    #include <iostream>
#include <iomanip>

int main() {
    std::cout << std::setw(10) << 42 << std::endl;  // 输出：        42
    std::cout << 42 << std::endl;                  // 输出：42
    return 0;
}

2.2 填充字符：std::setfill

  • 功能：设置宽度不足时填充的字符。
  • 作用范围：直到显式更改为止。
  • 语法：
    std::setfill(c)
  • 示例：
    #include <iostream>
#include <iomanip>

int main() {
    std::cout << std::setfill('*') << std::setw(10) << 42 << std::endl;  // 输出：********42
    return 0;
}

2.3 对齐方式：std::left、std::right、std::internal

  • 功能：设置输出内容的对齐方式。
    • std::left：左对齐。
    • std::right：右对齐（默认）。
    • std::internal：符号靠左，其余部分右对齐（常用于数字）。
  • 作用范围：直到显式更改为止。
  • 语法：
    std::left
std::right
std::internal
  • 示例：
    #include <iostream>
#include <iomanip>

int main() {
    std::cout << std::left << std::setw(10) << 42 << std::endl;    // 输出：42        
    std::cout << std::right << std::setw(10) << 42 << std::endl;   // 输出：        42
    std::cout << std::internal << std::setw(10) << -42 << std::endl; // 输出：-       42
    return 0;
}

2.4 设置浮点数精度：std::setprecision

  • 功能：设置浮点数的有效位数（默认是总位数，结合 std::fixed 或 std::scientific 可改变行为）。
  • 作用范围：直到显式更改为止。
  • 语法：
    std::setprecision(n)
  • 示例：
    #include <iostream>
#include <iomanip>

int main() {
    double pi = 3.14159265358979;

    std::cout << std::setprecision(5) << pi << std::endl;  // 输出：3.1416
    std::cout << std::fixed << std::setprecision(5) << pi << std::endl;  // 输出：3.14159
    return 0;
}

2.5 固定小数点与科学计数法：std::fixed 和 std::scientific

  • 功能：
    • std::fixed：以固定小数点格式输出浮点数。
    • std::scientific：以科学计数法格式输出浮点数。
  • 作用范围：直到显式更改为止。
  • 语法：
    std::fixed
std::scientific
  • 示例：
    #include <iostream>
#include <iomanip>

int main() {
    double pi = 3.14159265358979;

    std::cout << std::fixed << std::setprecision(2) << pi << std::endl;        // 输出：3.14
    std::cout << std::scientific << std::setprecision(2) << pi << std::endl;  // 输出：3.14e+00
    return 0;
}

2.6 显示符号：std::showpos 和 std::noshowpos

  • 功能：
    • std::showpos：对正数显示 + 符号。
    • std::noshowpos：关闭符号显示（默认）。
  • 作用范围：直到显式更改为止。
  • 语法：
    std::showpos
std::noshowpos
  • 示例：
    #include <iostream>
#include <iomanip>

int main() {
    std::cout << std::showpos << 42 << std::endl;   // 输出：+42
    std::cout << std::noshowpos << 42 << std::endl; // 输出：42
    return 0;
}

2.7 显示进制：std::hex、std::oct、std::dec

  • 功能：
    • std::hex：以十六进制输出。
    • std::oct：以八进制输出。
    • std::dec：以十进制输出（默认）。
  • 作用范围：直到显式更改为止。
  • 语法：
    std::hex
std::oct
std::dec
  • 示例：
    #include <iostream>
#include <iomanip>

int main() {
    int num = 42;

    std::cout << std::dec << num << std::endl;  // 输出：42
    std::cout << std::hex << num << std::endl;  // 输出：2a
    std::cout << std::oct << num << std::endl;  // 输出：52
    return 0;
}

2.8 显示进制前缀：std::showbase 和 std::noshowbase

  • 功能：
    • std::showbase：显示进制的前缀（如 0x 表示十六进制，0 表示八进制）。
    • std::noshowbase：关闭前缀显示（默认）。
  • 作用范围：直到显式更改为止。
  • 语法：
    std::showbase
std::noshowbase
  • 示例：
    #include <iostream>
#include <iomanip>

int main() {
    int num = 42;

    std::cout << std::showbase << std::hex << num << std::endl;  // 输出：0x2a
    std::cout << std::noshowbase << std::oct << num << std::endl; // 输出：52
    return 0;
}

2.9 大小写控制：std::uppercase 和 std::nouppercase

  • 功能：
    • std::uppercase：大写输出字母（如十六进制中的 A-F）。
    • std::nouppercase：小写输出字母（默认）。
  • 作用范围：直到显式更改为止。
  • 语法：
    std::uppercase
std::nouppercase
  • 示例：
    #include <iostream>
#include <iomanip>

int main() {
    int num = 42;

    std::cout << std::hex << std::uppercase << num << std::endl;   // 输出：2A
    std::cout << std::nouppercase << num << std::endl;            // 输出：2a
    return 0;
}

2.10 固定布尔值格式：std::boolalpha 和 std::noboolalpha

  • 功能：
    • std::boolalpha：布尔值以 true 或 false 输出。
    • std::noboolalpha：布尔值以 1 或 0 输出（默认）。
  • 作用范围：直到显式更改为止。
  • 语法：
    std::boolalpha
std::noboolalpha
  • 示例：
    #include <iostream>
#include <iomanip>

int main() {
    std::cout << std::boolalpha << true << std::endl;   // 输出：true
    std::cout << std::noboolalpha << true << std::endl; // 输出：1
    return 0;
}

2.11 重置格式：std::resetiosflags 和 std::setiosflags

  • 功能：
    • std::resetiosflags：重置指定的格式标志。
    • std::setiosflags：设置指定的格式标志。
  • 作用范围：直到显式更改为止。
  • 语法：
    std::resetiosflags(flag)
std::setiosflags(flag)
  • 示例：
    #include <iostream>
#include <iomanip>

int main() {
    std::cout << std::setiosflags(std::ios::fixed | std::ios::showpos)
              << std::setprecision(2) << 42.5 << std::endl;  // 输出：+42.50

    std::cout << std::resetiosflags(std::ios::showpos) << 42.5 << std::endl;  // 输出：42.50
    return 0;
}

3. 总结

<iomanip> 提供了丰富的流操纵器，可以灵活地控制输出格式。这些操纵器在调试、日志记录和用户界面设计中非常有用。掌握这些工具，可以极大地提高程序的可读性和美观性。

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