C++ 输入输出详解（一）

3、结合使用

可以将两者结合实现字符的回显或连续处理。

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

int main() {
    char c;
    c = getchar();
    putchar(c);
    return 0;
}

或者循环读取直到遇到 EOF：

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

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

方便连续读取，结束时按 Ctrl+Z。

scanf 和 printf 及占位符

这部分与 C 语言用法一致，主要涉及格式化字符串中的占位符（如 %d, %f 等）。由于 cin/cout 更贴近 C++ 风格，这里不再赘述，重点放在流操作上。

cin 和 cout

cin 和 cout 是 C++ 标准的输入输出流对象。它们将数据以字符流的形式处理，自动识别变量类型，无需手动指定格式。

1、基础用法

cin 用于输入，cout 用于输出。

#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

利用流插入运算符 << 和提取运算符 >> 可以链式调用，一次处理多个变量。

#include <iostream>
using namespace std;

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

3、cin 和 cout 的优势和劣势

优势：

• 简洁性：当输入少量变量时，通过 >> 一行代码即可完成接收，无需关心数据类型细节，比 scanf 书写更直观。
• 类型安全：cout 可连续输出多种类型数值，自身会自动处理类型转换，比 printf 更方便。

劣势：

• 效率问题：默认情况下同步了 stdio，大数据量下容易超时。竞赛中建议手动关闭同步。
• 格式控制繁琐：小数位数、进制等设置比 printf 复杂。
• 灵活性差：处理复杂分隔符或特定格式不如 scanf 灵活。
• 错误处理：类型不匹配时需手动清理流状态。

cout 的格式输出

printf 擅长格式控制，cout 配合 <iomanip> 头文件也能实现类似功能，满足精细化需求。

1、控制宽度和填充

• setw：设置字段宽度，仅对紧接着的输出项有效，默认右对齐。
• setfill：设置填充字符，紧跟在 setw 之后生效。

#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

可以使用 fixed 和 scientific 控制定点或科学计数法，配合 setprecision 调整精度。

#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

通过 dec, hex, oct 操纵符可以改变整数的显示进制。

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int num = 20;
    cout << "十进制（dec）：" << dec << num << endl; // 默认，输出 20
    cout << "十六进制（hex）：" << hex << num << endl; // 输出 14
    cout << "八进制（oct）：" << oct << num << endl;   // 输出 24
    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。

#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;
    
    // 此时 num 仍按八进制输出
    cout << num << endl;
    
    // 需再次指定 dec 切回十进制
    cout << "十进制（dec）：" << dec << num << endl;
    cout << num << endl;
    return 0;
}

使用时务必注意重置状态，避免逻辑错误。

4、控制对齐方式

默认右对齐，如需左对齐可使用 left 操纵符。

#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;
}