C++ cout格式化輸出徹底攻略

寫算法題的時候忽然發現本身忘記基本的C++：cout格式化輸出了，趕忙拉出之前的C++學習筆記從新看一看。

部份內容來自教程：C語言中文網（一個很棒的網站）

有時但願按照必定的格式進行輸出，如按十六進制輸出整數，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() 函數使用以%開頭的格式控制符，例如 %X、%.2f、%6d 等；C++ 中的 cout 對象則使用流操做算子（你也能夠叫作格式控制符）或者成員函數進行控制。

使用流操做算子

C++ 中經常使用的輸出流操縱算子如表 1 所示，它們都是在頭文件 iomanip 中定義的；要使用這些流操縱算子，必須包含該頭文件。

注意：「流操縱算子」一欄中的星號*不是算子的一部分，星號表示在沒有使用任何算子的狀況下，就等效於使用了該算子。例如，在默認狀況下，整數是用十進制形式輸出的，等效於使用了 dec 算子。

流操縱算子	做 用
*dec	以十進制形式輸出整數	經常使用
hex	以十六進制形式輸出整數	|
oct	以八進制形式輸出整數	|
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符添加到右邊	|
*right	右對齊，即在寬度不足時將填充字符添加到左邊	|
setbase(b)	設置輸出整數時的進制，b=八、10 或 16	|
setw(w)	指定輸出寬度爲 w 個字符，或輸人字符串時讀入 w 個字符	|
setfill(c)	在指定輸出寬度的狀況下，輸出的寬度不足時用字符 c 填充（默認狀況是用空格填充）	|
setprecision(n)	設置輸出浮點數的精度爲 n。 在使用非 fixed 且非 scientific 方式輸出的狀況下，n 即爲有效數字最多的位數，若是有效數字位數超過 n，則小數部分四舍五人，或自動變爲科學計 數法輸出並保留一共 n 位有效數字。 在使用 fixed 方式和 scientific 方式輸出的狀況下，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爲 1	|
resetiosflags(flag)	將某個輸出格式標誌置爲 0	|
boolapha	把 true 和 false 輸出爲字符串	不經常使用
*noboolalpha	把 true 和 false 輸出爲 0、1	-
showbase	輸出表示數值的進制的前綴	-
*noshowbase	不輸出表示數值的進制.的前綴	-
showpoint	老是輸出小數點	-
*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	輸入時跳過空白字符	-
noskipws	輸入時不跳過空白字符	-
uppercase	十六進制數中使用 A~E。若輸出前綴，則前綴輸出 0X，科學計數法中輸出 E	-
*nouppercase	十六進制數中使用 a~e。若輸出前綴，則前綴輸出 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，中間由填充字符填充。	-

'|'：表明經常使用，'-'：表明不經常使用

流操做算子的使用方法

使用這些算子的方法是將算子用 << 和 cout 連用。例如：

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

這條語句的做用是指定以十六進制形式輸出後面兩個數，所以輸出結果是：

c, 18

setiosflags() 算子

setiosflags() 算子其實是一個庫函數，它以一些標誌做爲參數，這些標誌能夠是在 iostream 頭文件中定義的如下幾種取值，它們的含義和同名算子同樣。

標 志	做 用
ios::left	輸出數據在本域寬範圍內向左對齊
ios::right	輸出數據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，中間由填充字符填充
ios::dec	設置整數的基數爲 10
ios::oct	設置整數的基數爲 8
ios::hex	設置整數的基數爲 16
ios::showbase	強制輸出整數的基數（八進制數以 0 開頭，十六進制數以 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	每次輸出以後刷新全部的流
ios::stdio	每次輸出以後清除 stdout, stderr

這些標誌實際上都是僅有某比特位爲 1，而其餘比特位都爲 0 的整數。

多個標誌能夠用|運算符鏈接，表示同時設置。例如：

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

輸出結果是：

+1.234000e+001

若是兩個相互矛盾的標誌同時被設置，如先設置 setiosflags(ios::fixed)，而後又設置 setiosflags(ios::scientific)，那麼結果可能就是兩個標誌都不起做用。所以，在設置了某標誌，又要設置其餘與之矛盾的標誌時，就應該用 resetiosflags 清除原先的標誌。例以下面三條語句：

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

關於流操縱算子的使用，來看下面的程序。

#include <iomanip>
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    int n = 141;
    // 1) 分別以十六進制、十進制、八進制前後輸出 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，輸出寬度爲12字符，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，輸出寬度爲12字符，寬度不足則右邊用填充字符填充
    cout << "6)" << noshowpos << setw(12) << left << 12.1 << endl;
    // 7)輸出寬度爲 12 字符，寬度不足則左邊用填充字符填充
    cout << "7)" << setw(12) << right << 12.1 << endl;
    // 8)寬度不足時，負號和數值分列左右，中間用填充字符填充
    cout << "8)" << setw(12) << internal << -12.1 << endl;
    cout << "9)" << 12.1 << endl;
    return 0;
}

程序的輸出結果是：

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

須要注意的是，setw() 算子所起的做用是一次性的，即隻影響下一次輸出。每次須要指定輸出寬度時都要使用 setw()。所以能夠看到，第 9) 行的輸出由於沒有使用 setw()，輸出的寬度就再也不是前面指定的 12 個字符。

在讀入字符串時，setw() 還能影響 cin 的行爲。例以下面的程序：

#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↙

程序的輸出結果是：
1234,567

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

setw() 用於 cin 時，一樣隻影響下一次的輸入。

思考題：setw() 到底是如何實現的，以致於能和 cout 連用來指定輸出寬度？自行查看編譯器所帶的 iomanip 頭文件，而後寫一個功能和 setw() 徹底相同的 mysetw()。

調用cout的成員函數

ostream 類有一些成員函數，經過 cout 調用它們也能用於控制輸出的格式，其做用和流操縱算子相同，如表 3 所示。

成員函數	做用相同的流操縱算子	說明
precision(n)	setprecision(n)	設置輸出浮點數的精度爲 n。
width(w)	setw(w)	指定輸出寬度爲 w 個字符。
fill(c)	setfill (c)	在指定輸出寬度的狀況下，輸出的寬度不足時用字符 c 填充（默認狀況是用空格填充）。
setf(flag)	setiosflags(flag)	將某個輸出格式標誌置爲 1。
unsetf(flag)	resetiosflags(flag)	將某個輸出格式標誌置爲 0。

setf 和 unsetf 函數用到的flag，與 setiosflags 和 resetiosflags 用到的徹底相同。

這些成員函數的用法十分簡單。例以下面的三行程序：

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

輸出結果是： 1.22300000e+001