2.5 数据的输入与输出

视频讲解：资源包\Video\02\2.5数据的输入与输出.mp4

在用户与计算机进行交互的过程中，数据输入和数据输出是必不可少的操作过程，计算机需要通过输入来获取来自用户的操作指令，并通过输出来显示操作结果。本节将介绍数据输入与输出的相关内容。

2.5.1 控制台屏幕

在NT内核的Windows操作系统中，为了保留DOS系统的风格，提供了控制台程序。单击系统的“开始”→“运行”，在“打开”输入框中输入“cmd.exe”，然后按<Enter>键，可以启动控制台程序。在控制台中可以运行DIR、CD、DELETE等DOS系统中的文件操作命令，也可以启动Windows的程序。控制台屏幕如图2.17所示。

使用Dev-C++创建的控制台工程的程序都将运算结果输出到这个控制台屏幕上，它是程序显示输出结果的地方。

2.5.2 C++语言中的流

在C++语言中，数据的输入和输出包括标准输入/输出设备（键盘、显示器）、外部存储介质（磁盘）上的文件和内存的存储空间3个方面的输入/输出。标准输入设备和标准输出设备的输入/输出简称标准I/O，外存磁盘上文件的输入/输出简称文件I/O，内存中指定的字符串存储空间的输入/输出简称串I/O。

在C++语言中，数据之间的传输操作称为“流”。C++语言中的流既可以表示数据从内存传输到某个载体或设备中，即输出流；也可以表示数据从某个载体或设备传输到内存缓冲区变量中，即输入流。C++语言中所有的流都是相同的，但文件流可以不同（文件流会在后面的章节中讲到）。使用流以后，程序用流统一对各种计算机设备和文件进行操作，使程序与设备、文件无关，从而提高了程序设计的通用性和灵活性。

C++语言定义了I/O类库供用户使用，标准I/O操作有4个类对象，它们分别是cin、cout、cerr和clog。其中，cin代表标准输入设备键盘，也称为cin流或标准输入流；cout代表标准输出设备显示器，也称为cout流或标准输出流。当进行键盘输入操作时使用cin流，当进行显示器输出操作时使用cout流，当进行错误信息输出操作时使用cerr或clog。

C++语言中的流通过重载运算符“<<”和“>>”执行输入和输出操作。输出操作是向流中插入一个字符序列，因此，在流操作中，将左移运算符“<<”称为插入运算符。输入操作是从流中提取一个字符序列，因此，将右移运算符“>>”称为提取运算符。例如，C++程序的输出示意图如图2.18所示。

1.cout语句的一般格式

cout代表显示器，执行cout<<x操作就相当于把x的值输出到显示器。

首先把x的值输出到显示器屏幕上，在当前屏幕光标位置显示出来，然后cout流恢复到等待输出的状态，以便继续通过插入运算符输出下一个值。当使用插入运算符向一个流中输出一个值后，输出下一个值时，这个值将被紧接着放在上一个值的后面。所以，为了让流中的前后两个值分开，可以在输出一个值后接着输出一个空格，或者一个换行符，或者其他所需要的字符或字符串。

一条cout语句可以分写成若干行。例如：

可以写成：

也可以写成多条cout语句：

以上3种情况的输出均是正确的。

2.cin语句的一般格式

cin代表键盘，执行cin>> x 就相当于把从键盘输入的数据赋值给变量。

当从键盘输入数据时，只有在输入完数据并按下<Enter>键后，系统才把该行数据存入键盘缓冲区，供cin流顺序读取给变量。另外，从键盘输入的各个数据之间必须用空格或回车符分开，因为cin为一个变量读入数据时是以空格或回车符作为其结束标志的。

说明

当 n >> x 操作中的 x 为字符指针类型时，则要求从键盘的输入中读取一个字符串，并把它赋值给x所指向的存储空间。若x没有事先指向一个允许写入信息的存储空间，则无法完成输入操作。另外，从键盘输入的字符串的两边不能带有双引号定界符，若有，则只作为双引号字符看待。对于输入的字符也是如此，不能带有单引号定界符。

cin语句相当于C函数scanf，将用户的输入赋值给变量。示例如下：

将用户输入的数打印出来。

2.5.3 流输出格式控制

1.cout输出格式控制

在头文件iomanip.h中定义了一些控制流输出格式的函数，在默认情况下，整型数按十进制形式输出，也可以通过hex将其设置为按十六进制形式输出。流操作控制的具体函数如表2.7所示。

数据输入/输出的格式控制还有更简便的形式，就是使用头文件iomanip.h中提供的操作符。使用这些操作符不需要调用成员函数，只要把它们作为插入操作符（""）的输出对象即可。

☑ dec：转换为按十进制形式输出整数，是默认的输出格式。

☑ oct：转换为按八进制形式输出整数。

☑ hex：转换为按十六进制形式输出整数。

☑ ws：从输出流中读取空白字符。

☑ endl：输出换行符“\n”并刷新流。刷新流是指把流缓冲区中的内容立即写入对应的物理设备。

☑ ends：输出一个空字符“\0”。

☑ flush：只刷新一个输出流。

实例03 控制打印格式程序

实例位置：资源包\Code\SL\02\03

程序运行结果如图2.19所示。

拓展训练

（1）银行的存款年利率为2.95%，如果在银行中存入10000元，那么一年后可以取出多少钱？（小数点后保留两位） （资源包\Code\Try\005）

（2）向控制台输出圆周率，保留4位小数，并四舍五入（即输出3.1416）。 （资源包\Code\Try\006）

2.printf函数输出格式控制

C++语言中还保留着C语言的屏幕输出函数printf，使用printf函数可以将任意数量类型的数据输出到屏幕。printf函数的声明形式如下：

printf是变参函数，其中，数值列表中可以有多个数值，数值的个数不是确定的，数值之间用逗号运算符隔开；控制格式表示数值以哪种格式输出，控制格式的数量要与数值的个数一致，否则程序运行时会产生错误。

控制格式是由%+特定字符构成的，形式如下：

“*”表示可以使用占位符，“域宽”表示输出内容的长度。如果输出内容的长度没有域宽长，则用占位符占位；如果输出内容的长度比域宽长，那么就按实际内容输出，以适应域宽。“长度”决定输出内容的长度，例如，%d代表以整型数据格式输出。输出类型如表2.8所示。

（1）d格式符：以十进制形式输出整数。它有以下几种用法：

☑ %d，按整型数据的实际长度输出。

☑ %*md，m为指定的输出字段的宽度。如果数据的位数小于m，则用“*”所指定的字符占位；如果“*”未指定字符，则用空格占位。如果数据的位数大于m，则按实际位数输出。

☑ %ld，输出长整型数据。

（2）o格式符：以八进制形式输出整数。它有以下几种用法：

☑ %o，按整型数据的实际长度输出。

☑ %*mo，m为指定的输出字段的宽度。如果数据的位数小于m，则用“*”所指定的字符占位；如果“*”未指定字符，则用空格占位。如果数据的位数大于m，则按实际位数输出。

☑ %lo，输出长整型数据。

（3）x格式符：以十六进制形式输出整数。它有以下几种用法：

☑ %x，按整型数据的实际长度输出。

☑ %*mx，m为指定的输出字段的宽度。如果数据的位数小于m，则用“*”所指定的字符占位；如果“*”未指定字符，则用空格占位。如果数据的位数大于m，则按实际位数输出。

☑ %lx，输出长整型数据。

（4）s格式符：用来输出一个字符串。它有以下几种用法：

☑ %s，将字符串按实际长度输出。

☑ %*ms，输出的字符串占m列。如果字符串本身的长度大于m，则突破m的限制，用“*”所指定的字符占位；如果“*”未指定字符，则用空格占位。如果字符串本身的长度小于m，则左补空格。

☑ %-ms，如果字符串本身的长度小于m，则在m列范围内，字符串向左靠，右补空格。

☑ %m.ns，输出的字符串占m列，但只取字符串中左端的n个字符。这n个字符被输出在m列的右侧，左补空格。

☑ %-m.ns，输出长整型数据。输出的字符串占m列，但只取字符串中左端的n个字符。这n个字符被输出在m列的左侧，右补空格。

（5）f格式符：以小数形式输出实数。它有以下几种用法：

☑ %f，不指定字段的宽度，整数部分全部输出，小数部分输出6位。

☑ %m.nf，输出的数据占m列，其中有n位小数。如果数据的长度小于m，则左补空格。

☑ %-m.nf，输出的数据占m列，其中有n位小数。如果数据的长度小于m，则右补空格。

（6）e格式符：以指数形式输出实数。它有以下几种用法：

☑ %e，不指定输出的数据所占的宽度和小数位数。

☑ %m.ne，输出的数据占m位，其中有n位小数。如果数据的长度小于m，则左补空格。

☑ %-m.ne，输出的数据占m位，其中有n位小数。如果数据的长度小于m，则右补空格。

实例04 使用printf进行输出

实例位置：资源包\Code\SL\02\04

程序运行结果如图2.20所示。

拓展训练

（1）光在真空中的速度为299792458米/秒，请用科学计数法输出光速。 （资源包\Code\Try\007）

（2）地球的年龄约为45.5亿年，请用科学计数法输出地球的年龄。 （资源包\Code\Try\008） +tClHhEyu4artLcMPxLBoKzMbIcQcWs82SOvi++zlgi+yumHX/xr0w0/+CgaxYKv