C++流格式控制(2006-9-25 15:25:00…

C++流格式控制(2006-9-25 15:25:00)

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格式 控制

    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

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";
}