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詳解C++ cout格式化輸出完全攻略

寫演算法題的時候突然發現自己忘記基本的C++:cout格式化輸出了,趕緊拉出以前的C++學習筆記重新看一看。

部分內容來自教程:C語言中文網(一個很棒的網站)

有時希望按照一定的格式進行輸出,如按十六進位制輸出整數,輸出浮點數時保留小數點後面兩位,輸出整數時按 6 個數字的寬度輸出,寬度不足時左邊補 0,等等。C語言中的 printf() 函式使用以%開頭的格式控制符,例如 %X、%.2f、%6d 等;C++ 中的 cout 物件則使用流操作運算元(你也可以叫做格式控制符)或者成員函式進行控制。

使用流操作運算元

C++ 中常用的輸出流操縱運算元如表 1 所示,它們都是在標頭檔案 iomanip 中定義的;要使用這些流操縱運算元,必須包含該標頭檔案。

注意:“流操縱運算元”一欄中的星號*不是運算元的一部分,星號表示在沒有使用任何運算元的情況下,就等效於使用了該運算元。例如,在預設情況下,整數是用十進位制形式輸出的,等效於使用了 dec 運算元。

流操縱運算元 作 用
*dec 以十進位制形式輸出整數 常用
hex 以十六進位制形式輸出整數 |
oct 以八進位制形式輸出整數 |
fixed 以普通小數形式輸出浮點數 |
scientific 以科學計數法形式輸出浮點數 |
left 左對齊,即在寬度不足時將填充字元新增到右邊 |
*right 右對齊,即在寬度不足時將填充字元新增到左邊 |
setbase(b) 設定輸出整數時的進位制,b=8、10 或 16 |
setw(w) 指定輸出寬度為 w 個字元,或輸人字串時讀入 w 個字元 |
setfill(c) 在指定輸出寬度的情況下,輸出的寬度不足時用字元 c 填充(預設情況是用空格填充) |
setprecision(n) 設定輸出浮點數的精度為 n。 在使用非 fixed 且非 scientific 方式輸出的情況下,n 即為有效數字最多的位數,如果有效數字位數超過 n,則小數部分四舍五人,或自動變為科學計 數法輸出並保留一共 n 位有效數字。 在使用 fixed 方式和 scientific 方式輸出的情況下,n 是小數點後面應保留的位數。 |
setiosflags(flag) 將某個輸出格式標誌置為 1 |
resetiosflags(flag) 將某個輸出格式標誌置為 0 |
boolapha 把 true 和 false 輸出為字串 不常用
*noboolalpha 把 true 和 false 輸出為 0、1 -
showbase 輸出表示數值的進位制的字首 -
*noshowbase 不輸出表示數值的進位制.的字首 -
showpoint 總是輸出小數點 -
*noshowpoint 只有當小數部分存在時才顯示小數點 -
showpos 在非負數值中顯示 + -
*noshowpos 在非負數值中不顯示 + -
*skipws 輸入時跳過空白字元 -
noskipws 輸入時不跳過空白字元 -
uppercase 十六進位制數中使用 A~E。若輸出字首,則字首輸出 0X,科學計數法中輸出 E -
*nouppercase 十六進位制數中使用 a~e。若輸出字首,則字首輸出 0x,科學計數法中輸出 e。 -
internal 數值的符號(正負號)在指定寬度內左對齊,數值右對 齊,中間由填充字元填充。

'|':代表常用,'-':代表不常用

流操作運算元的使用方法

使用這些運算元的方法是將運算元用 << 和 cout 連用。例如:

cout << hex << 12 << "," << 24;

這條語句的作用是指定以十六進位制形式輸出後面兩個數,因此輸出結果是:

c,18

setiosflags() 運算元

setiosflags() 運算元實際上是一個庫函式,它以一些標誌作為引數,這些標誌可以是在 iostream 標頭檔案中定義的以下幾種取值,它們的含義和同名運算元一樣。

標 志 作 用
ios::left 輸出資料在本域寬範圍內向左對齊
ios::right 輸出資料在本域寬範圍內向右對齊
ios::internal 數值的符號位在域寬內左對齊,數值右對齊,中間由填充字元填充
ios::dec 設定整數的基數為 10
ios::oct 設定整數的基數為 8
ios::hex 設定整數的基數為 16
ios::showbase 強制輸出整數的基數(八進位制數以 0 開頭,十六進位制數以 0x 打頭)
ios::showpoint 強制輸出浮點數的小點和尾數 0
ios::uppercase 在以科學記數法格式 E 和以十六進位制輸出字母時以大寫表示
ios::showpos 對正數顯示“+”號
ios::scientific 浮點數以科學記數法格式輸出
ios::fixed 浮點數以定點格式(小數形式)輸出
ios::unitbuf 每次輸出之後重新整理所有的流
ios::stdio 每次輸出之後清除 stdout,stderr

這些標誌實際上都是僅有某位元位為 1,而其他位元位都為 0 的整數。

多個標誌可以用|運算子連線,表示同時設定。例如:

cout << setiosflags(ios::scientific|ios::showpos) << 12.34;

輸出結果是:

+1.234000e+001

如果兩個相互矛盾的標誌同時被設定,如先設定 setiosflags(ios::fixed),然後又設定 setiosflags(ios::scientific),那麼結果可能就是兩個標誌都不起作用。因此,在設定了某標誌,又要設定其他與之矛盾的標誌時,就應該用 resetiosflags 清除原先的標誌。例如下面三條語句:

cout << setiosflags(ios::fixed) << 12.34 << endl;
cout << resetiosflags(ios::fixed) << setiosflags(ios::scientific | ios::showpos) << 12.34 << endl;
cout << resetiosflags(ios::showpos) << 12.34 << endl; //清除要輸出正號的標誌

輸出結果是:

12.340000
+1.234000e+001
1.234000e+001

綜合示例

關於流操縱運算元的使用,來看下面的程式。

#include <iomanip>
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
  int n = 141;
  // 1) 分別以十六進位制、十進位制、八進位制先後輸出 n
  cout << "1)" << hex << n << " " << dec << n << " " << oct << n << endl;
  double x = 1234567.89,y = 12.34567;
  // 2)保留5位有效數字
  cout << "2)" << setprecision(5) << x << " " << y << " " << endl;
  // 3)保留小數點後面5位
  cout << "3)" << fixed << setprecision(5) << x << " " << y << endl;
  // 4)科學計數法輸出,且保留小數點後面5位
  cout << "4)" << scientific << setprecision(5) << x << " " << y << endl;
  // 5)非負數顯示正號,輸出寬度為12字元,寬度不足則用 * 填補
  cout << "5)" << showpos << fixed << setw(12) << setfill('*') << 12.1
     << endl;
  // 6)非負數不顯示正號,輸出寬度為12字元,寬度不足則右邊用填充字元填充
  cout << "6)" << noshowpos << setw(12) << left << 12.1 << endl;
  // 7)輸出寬度為 12 字元,寬度不足則左邊用填充字元填充
  cout << "7)" << setw(12) << right << 12.1 << endl;
  // 8)寬度不足時,負號和數值分列左右,中間用填充字元填充
  cout << "8)" << setw(12) << internal << -12.1 << endl;
  cout << "9)" << 12.1 << endl;
  return 0;
}

程式的輸出結果是:

1)8d 141 215
2)1.2346e+06 12.346
3)1234567.89000 12.34567
4)1.23457e+06 1.23457e+01
5)***+12.10000
6)12.10000****
7)****12.10000
8)-***12.10000
9)12.10000

需要注意的是,setw() 運算元所起的作用是一次性的,即隻影響下一次輸出。每次需要指定輸出寬度時都要使用 setw()。因此可以看到,第 9) 行的輸出因為沒有使用 setw(),輸出的寬度就不再是前面指定的 12 個字元。

在讀入字串時,setw() 還能影響 cin 的行為。例如下面的程式:

#include <iomanip>
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
  string s1,s2;
  cin >> setw(4) >> s1 >> setw(3) >> s2;
  cout << s1 << "," << s2 << endl;
  return 0;
}

輸入:

1234567890↙

程式的輸出結果是:

1234,567

說明setw(4)使得讀入 s1 時,只讀入 4 個字元,其後的setw(3)使得讀入 s2 時只讀入 3 個字元。

setw() 用於 cin 時,同樣隻影響下一次的輸入。

思考題:setw() 究竟是如何實現的,以至於能和 cout 連用來指定輸出寬度?自行檢視編譯器所帶的 iomanip 標頭檔案,然後寫一個功能和 setw() 完全相同的 mysetw()。

呼叫cout的成員函式

ostream 類有一些成員函式,通過 cout 呼叫它們也能用於控制輸出的格式,其作用和流操縱運算元相同,如表 3 所示。

成員函式 作用相同的流操縱運算元 說明
precision(n) setprecision(n) 設定輸出浮點數的精度為 n。
width(w) setw(w) 指定輸出寬度為 w 個字元。
fill(c) setfill (c) 在指定輸出寬度的情況下,輸出的寬度不足時用字元 c 填充(預設情況是用空格填充)。
setf(flag) setiosflags(flag) 將某個輸出格式標誌置為 1。
unsetf(flag) resetiosflags(flag) 將某個輸出格式標誌置為 0。

setf 和 unsetf 函式用到的flag,與setiosflags 和 resetiosflags 用到的完全相同。

這些成員函式的用法十分簡單。例如下面的三行程式:

cout.setf(ios::scientific);cout.precision(8);cout << 12.23 << endl;

輸出結果是:

1.22300000e+001

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