C++ 输入输出基础与格式控制详解

3. 结合使用

可以将两者结合实现字符的回显或连续处理。例如循环读取直到遇到 EOF：

#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;

int main() {
    int c;
    while ((c = getchar()) != EOF) {
        putchar(c);
    }
    return 0;
}

这种方式方便连续读取，结束时按 Ctrl+Z 即可退出循环。

二、scanf 和 printf 及占位符

这部分与 C 语言完全一致，利用占位符控制数据类型和格式。在算法竞赛中，若对性能要求极高且不需要类型安全，scanf/printf 仍是常见选择。

三、cin 和 cout

cin 和 cout 是 C++ 标准的流对象，封装了输入输出逻辑，支持类型自动识别。

1. 基础用法

cin 用于输入，cout 用于输出。无论键盘输入何种类型，底层均以字符流形式处理。

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a;
    char c;
    float f;
    cin >> a;   // 读取 1 个整数
    cin >> c;   // 读取 1 个字符
    cin >> f;   // 读取 1 个浮点数

    cout << "打印结果：" << endl;
    cout << a << endl;
    cout << c << endl;
    cout << f << endl;
    return 0;
}

2. 连续输入输出

支持链式调用。<< 运算符会将变量插入流对象，并返回流对象本身，因此可以连续输出多个内容。

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a;
    char c;
    float f;
    cin >> a >> c >> f;
    cout << "打印结果：" << endl;
    cout << a << endl << c << endl << f << endl;
    return 0;
}

3. cin 和 cout 的优势和劣势

优势：

• cin：代码简洁，无需关心具体类型，一行代码即可完成多变量接收。
• cout：自动处理类型转换，连续输出方便，比 printf 更易读。

劣势：

• 效率低：默认开启与 C 标准 IO 的同步，大数据量下易超时。建议配合 ios::sync_with_stdio(false); 使用。
• 格式控制麻烦：小数位数、进制等设置比 printf 繁琐。
• 输入灵活性差：复杂分隔符或格式处理不如 scanf 灵活。
• 错误处理复杂：类型不匹配时需手动清理状态。

四、cout 的格式输出

虽然 printf 在格式控制上更直观，但 cout 结合 头文件中的操纵符也能实现灵活控制。

1. 控制宽度和填充

setw(n)：设置字段宽度，仅对紧接着的输出项有效，默认右对齐。 setfill(c)：设置填充字符。

#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;

int main() {
    int a = 123;
    cout << "默认宽度：" << a << endl;
    cout << "宽度设置为 10：" << setw(10) << a << endl;
    cout << "宽度为 10，不够时填充*：" << setw(10) << setfill('*') << a << endl;
    return 0;
}

2. 控制数值格式

通过 fixed 和 scientific 可切换定点数或科学计数法，setprecision 控制有效数字位数。

#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;

int main() {
    double pi = 3.141592653589793;
    cout << "默认：" << pi << endl;
    cout << "固定小数点方式：" << fixed << pi << endl;
    cout << "科学计数法：" << scientific << pi << endl;
    cout << "固定小数点，保留 2 位有效数字：" << fixed << setprecision(2) << pi << endl;
    return 0;
}

3. 控制整数格式

使用 dec、hex、oct 分别控制十进制、十六进制和八进制输出。

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int num = 20;
    cout << "十进制（dec）：" << dec << num << endl;
    cout << "十六进制（hex）：" << hex << num << endl;
    cout << "八进制（oct）：" << oct << num << endl;
    return 0;
}

注意： 这些操纵符是'全局生效'的。一旦设置，后续所有整数输出都会沿用该进制，直到重新修改。例如设置了 oct 后，若不再次指定 dec，后续输出仍为八进制。

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int num = 20;
    cout << "十进制（dec）：" << dec << num << endl;
    cout << "十六进制（hex）：" << hex << num << endl;
    cout << "八进制（oct）：" << oct << num << endl;
    cout << num << endl; // 此处仍为八进制输出
    cout << "十进制（dec）：" << dec << num << endl; // 切回十进制
    return 0;
}

4. 控制对齐方式

默认右对齐，可使用 left 或 right 明确指定。

#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;

int main() {
    int n = 123;
    cout << "右对齐：" << setw(10) << right << n << endl;
    cout << "左对齐：" << setw(10) << left << n << endl;
    return 0;
}

以上就是 C++ 输入输出的核心内容。在实际编程中，根据场景选择合适的 IO 方式能显著提升代码的可读性与运行效率。