输入输出

流

C++程序把输入和输出看作字节流。输入时，程序从输入流中抽取字节；输出时，程序将字节插入到输出流中。

缓冲

缓冲方法则从磁盘上读取大量信息，将这些信息存储在缓冲区中，然后每次从缓冲区里读取下一个字节。因为从内存中读取单个字节的速度比从硬盘上读取快很多，所以这种方法更快，也更方便。到达缓冲区尾部后，程序将从磁盘上读取另一块数据。

输出时，程序首先填满缓冲区，然后把整块数据传输给硬盘，并清空缓冲区，以备下一批输出使用。这被称为刷新缓冲区。

输入输出对象

下面这些都是对象，通过使用>>或<<方法来获取你要输入或输出的数据。

cin 在默认情况下，这个流被关联到标准输入设备（通常为键盘）。

cout 在默认情况下，这个流被关联到标准输出设备。

cerr 可用于显示错误消息。在默认情况下，这个流被关联到标准输出设备。这个流没有被缓冲，这意味着信息将被直接发送给屏幕，而不会等到缓冲区填满或新的换行符。

clog 在默认情况下，这个流被关联到标准输出设备。与cerr相似，不同的是这个流会被缓冲。

cerr << "errer." << endl;
clog << "log." << endl;

简单输入

cin >> a 将以空白字符为结束的标志。但空白字符会留在输入队列。

char a[10];
cin >> a;

cin.getline(char*, size) 读取一行到字符串中。把回车符换成\0。

char name[10];
std::cin.getline(name, 10);

cin.get(char) 读一个字符，而 cin.get(char*, size) 也是读一行，但不读取也不丢弃回车，而是留在输入队列里。由于第一次调用后，换行符将留在输入队列中，因此第二次调用时看到的第一个字符便是换行符。解决办法就是调用一个不带参数的get()把回车吃掉。

cin.read(char*, size) 读入标准输入的前count个字符。

char data[20];
cin.read(data, 10);
cout << data << endl;

混合类型输入

比如我们想先输入一个整型，再输入一个字符串。

错误写法：

int a;
char line[10];
std::cin >> a;
std::cin.getline(line, 10);

为什么会错误？因为cin >> 后留下一个换行符，而getline遇到换行符就会结束。所以正确写法应该是输入a后吃掉换行符。

(std::cin >> a).get();
std::cin.getline(line, 10);

string输入

注意 getline() 并非cin的函数。获取cin对象只是为了知道现在读到哪里了而已。

std::cin >> str1;
getline(std::cin, str1);

输出

通过cout输出，如果没有换行符或还没装满缓冲区，在程序执行过程中将暂时不输出，如果你想马上输出，可以使用flush()方法。

cout << "hello world" << flush;

也可以直接调用flush(cout)。

快速输入输出

很多程序竞赛选手会吐槽C++的IO很慢，但实际上，cin和cout会默认与stdio进行同步，所以才导致了很慢，好处是避免混用printf和cout而造成的输出顺序和代码语句不一致的问题。我们可以关掉同步，但结果是你不能同时使用printf和cout，cin和scanf。

还有就是，默认的情况下cin和cout绑定，每次cin之前都会把输出缓冲区的数据刷新，即调用flush。好处是避免了明明先cout输出，但命令行窗口中cin的读入数据在cout输出数据之前。坏处是影响cin的效率，可以用 cin.tie(0) 关掉绑定。

#include <iostream>
int main() {
    std::ios::sync_with_stdio(false);
    std::cin.tie(0);
    // IO
}

格式化输出

进制

比如，先给cout设置一个要求输出16进制的设置。

cout << hex << 16 << " " << 17 << endl; // 10 11
dec(cout);

如果你打开hex的源码，不会发现不过是在内部为cout对象设置了一些参数。

inline ios_base&
hex(ios_base& __base) {
    __base.setf(ios_base::hex, ios_base::basefield);
    return __base;
}

八进制同理oct。

如果不想影响其他输出，必须最后加上dec(cout)来还原设置。

宽度

for(int i = 1; i <= 1000; i*=10){
    cout.width(5);
    cout << i << ':';
    cout.width(8);
    cout << i * i << endl;
}
/*
    1:       1
   10:     100
  100:   10000
 1000: 1000000
*/

你会发现，当设置宽度后，所有输出都向右对齐了。width()只影响一行输出。

填充

cout.fill('*');
cout << "password: ";
cout.width(8);
cout << "1234" << endl;
// password: ****1234

当时设置宽度后，不足宽度部分会被填充。fill()只影响一行输出。

精度

所谓精度，就是允许显示多少个数字。

// 默认精度
streamsize ss = cout.precision();
cout << ss << endl;  // 6

double a = 2.0 / 6;
cout << a << endl;  // 0.333333

// 设置精度为2
cout.precision(2);  
cout << a << endl;  // 0.33
cout << 88.23 << endl;  // 88

// 恢复精度
cout.precision(ss); 
cout << a << endl;  // 0.333333
cout << 88.23 << endl;  // 88.23

设置格式

cout内置了名为setf()的接口，允许你设置一些格式，包括：

// 设置整数+
cout.setf(ios_base::showpos);
cout << 333 << endl;    // +333

// 恢复
cout.unsetf(ios_base::showpos);
cout << 333 << endl;    // 333

一些双参数的设置：

举例：

// 科学计数法
ios_base::fmtflags f = cout.setf(ios_base::scientific, ios_base::floatfield);
cout << 1300000.0 << endl;  // 1.300000e+006

// 定点计数法
cout.setf(ios_base::fixed, ios_base::floatfield);
cout << 1300000.0 << endl;  // 1300000.000000

// 中间
cout.setf(ios_base::internal, ios_base::adjustfield);
cout.width(7);
cout << -332 << endl;   // -   332

// 左对齐
cout.setf(ios_base::left, ios_base::adjustfield);
cout.width(7);
cout << -332 << endl;   // -332

你会发现，如果你直接设置cout.setf(ios_base::scientific)，而不要第二个参数时，其实也可以成功。但当你想设置 ios_base::fixed，你会发现无法准确设置。

如果你打开ios_base::scientific的源码，你会发现这些格式控制是一堆常数。我的理解是c++是通过这些常数的位运算来控制格式的最终变化。如果少传了第二个参数，就少了一步运算，你想设置时就发生了错误。

那么我想还原成默认格式怎么办？在你改变格式之前，先保存一个原始格式，最后再设置回去。

ios::fmtflags fo(cout.flags());
// ...
cout.flags(fo);

简便格式化

正如一开始讨论如何格式化进制那样，同样有很多简便的函数可以使用。

cout << hex << 16;

而头文件iomanip中有3个最常用的格式化工具，setprecision( )、setfill( ) 和 setw( )。

cout << setw(12) << setfill('*') << setprecision(4) << 12367.12345 << endl;
// **1.237e+004

用完setprecision()之后要注意还原格式。