cout格式化输出

曾经终败给现在 2022-05-23 05:15 415阅读 0赞

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在C语言中，我们一般用printf()函数来进行输出，通过输出字符串中的格式说明符（如%4.2d）可以很容易地格式化输出。而在C++中，为简便起见，往往不指定输出的格式，由系统根据数据的类型采取默认的格式，但有时也需要数据按我们指定的格式输出，比如以十六进制的形式输出一个整数等。有两种方法可以达到格式化输出的目的，一种是使用流对象的有关成员函数，还有一种是使用控制符方法，这两种方法殊途同归，它们的原理和起到的作用都是一样的，只不过使用形式不一样。

cout格式化输出常用函数及标志汇总

表1 用于控输出格式的流成员函数及控制符




































流成员函数 作用相同的控制符 作用
precision(n) setprecision(n) 设置实数的精度为n位
width(n) setw(n) 设置字段宽度为n位
fill(c) setfill(c) 设置填充宇符c
setf(ios::state) setiosflags(ios::state) 设置输出格式状态，括号中应给出格式状态，内容与控制符setiosflags括号中的内容相同，如表2所示
unsetf(ios::state) resetioflags(ios::state) 终止已设置的输出格式状态，在括号中应指定内容

表2 设置格式状态的格式标志






































































格式标志 作用
ios::left 输出数据在本域宽范围内向左对齐
ios::right 输出数据在本域宽范围内向右对齐
ios::internal 数值的符号位在域宽内左对齐，数值右对齐，中间由填充字符填充
ios::dec 设置整数的基数为10
ios::oct 设置整数的基数为8
ios::hex 设置整数的基数为16
ios::showbase 强制输出整数的基数(八进制数以0打头，十六进制数以0x打头)
ios::showpoint 强制输出浮点数的小点和尾数0
ios::uppercase 在以科学记数法格式E和以十六进制输出字母时以大写表示
ios::showpos 对正数显示“+”号
ios::scientific 浮点数以科学记数法格式输出
ios::fixed 浮点数以定点格式(小数形式)输出
ios::boolalpha 以“true”/“false”的形式输出布尔值
ios::unitbuf 每次输出之后刷新所有的流
ios::stdio 每次输出之后清除stdout, stderr

用流对象的成员函数控制输出格式

我们可以使用用流对象的成员函数来控制输出格式。比如我们想要以十六进制来输出一个整形，设置字段宽度为8位,并用’*’来填充空白的话，可以使用以下代码：

  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  3. int main(){
  4.     int a = 31;
  5.     cout.width(8);
  6.     cout.fill('*');
  7.     cout.unsetf(ios::dec);
  8.     cout.setf(ios::hex);
  9.     cout << a << endl;
  10. }
  13.      1 
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  15.      3 
  16.      4 
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  18.      6 
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  20.      8 
  21.      9 
  22.      10

输出为：

******1f

使用控制符控制输出格式

我们也可以使用控制符来控制输出格式，这样就无需调用流的成员函数，可以直接在输出输入流中调用相关控制符，我们可以用以下代码实现上文中同样的输出格式：

  1. #include <iostream>
  2. #include <iomanip>  //不要忘记包含此头文件
  3. using namespace std;
  4. int main(){
  5.     int a = 31;
  6.     cout << setw(8) << setfill('*') << resetiosflags(ios::dec) << setiosflags(ios::hex) << a << endl;
  7. }
  10.      1 
  11.      2 
  12.      3 
  13.      4 
  14.      5 
  15.      6 
  16.      7

注意：

  • 使用控制符时需要包含头文件<iomanip>。
  • 表2中的格式标志有些是互斥的（比如dec、hex和oct中只能选一），如果想改设置为互斥的另一状态，应当调用成员函数unsetf（对应于成员函数self）或resetiosflags（对应于控制符setiosflags），终止原来设置的状态，然后再设置其他状态。比如之前的例子中终止了默认的十进制（ios::dec），然后再设置了十六进制（ios::hex），如果不终止原来的十进制标志的话，输出仍然会以十进制输出。
  • 各个函数中成员函数width(n)和控制符setw(n)只对其后的第一个输出项有效，而其他函数及各个标志是对输出输入流一直生效的。

  • 表2中的格式标志在ios类中被定义为枚举值，每一个格式标志以一个bit的0或1代表（如下enum _Ios_Fmtflags所示），因此可以用位或运算符“|”组合多个格式标志，在流成员函数setf()/unsetf()以及控制符setioflags()/resetioflags()同时设置。比如：cout.setf(ios::dec | ios::showpos);

    enum _Ios_Fmtflags 

    1. { 
    2.   _S_boolalpha  = 1L << 0,
    3.   _S_dec        = 1L << 1,
    4.   _S_fixed      = 1L << 2,
    5.   _S_hex        = 1L << 3,
    6.   _S_internal   = 1L << 4,
    7.   _S_left       = 1L << 5,
    8.   _S_oct        = 1L << 6,
    9.   _S_right      = 1L << 7,
    10.   _S_scientific     = 1L << 8,
    11.   _S_showbase   = 1L << 9,
    12.   _S_showpoint  = 1L << 10,
    13.   _S_showpos    = 1L << 11,
    14.   _S_skipws     = 1L << 12,
    15.   _S_unitbuf    = 1L << 13,
    16.   _S_uppercase  = 1L << 14,
    17.   _S_adjustfield    = _S_left | _S_right | _S_internal,
    18.   _S_basefield  = _S_dec | _S_oct | _S_hex,
    19.   _S_floatfield     = _S_scientific | _S_fixed,
    20.   _S_ios_fmtflags_end = 1L << 16,
    21.   _S_ios_fmtflags_max = __INT_MAX__,
    22.   _S_ios_fmtflags_min = ~__INT_MAX__
    23. };
  1.      1 
  2.      2 
  3.      3 
  4.      4 
  5.      5 
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  8.      8 
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  20.      20 
  21.      21 
  22.      22 
  23.      23 
  24.      24

格式标志简化控制输出格式

在上述两种方法中，要设置格式标志位都需要调用函数（setf和setiosflags），比较麻烦，所幸C++还有一组关于格式标志的函数，可以直接在输入输出流中使用，比如要实现之前的输出格式我们可以这么写：

  1. #include <iostream>
  2. #include <iomanip> 
  3. using namespace std;
  4. int main(){
  5.     int a = 31;
  6.     cout << setw(8) << setfill('*') << hex << a << endl;
  7. }
  10.      1 
  11.      2 
  12.      3 
  13.      4 
  14.      5 
  15.      6 
  16.      7

上面的hex就是这样的一个函数，除了hex，表2中的所有格式标志都通过这种方法设置，如果要终止只需标志名前加个“no”就可以，比如showpos和noshowpos（表2中前六项没有no版本）。
另外可以注意到，这里用hex设置十六进制的时候并不用像之前一样先终止十进制，这是为什么呢？先来看看hex的函数定义：

  1. inline ios_base&
  2. hex(ios_base& __base)
  3. {
  4.     __base.setf(ios_base::hex, ios_base::basefield);
  5.     return __base;
  6. }
  9.      1 
  10.      2 
  11.      3 
  12.      4 
  13.      5 
  14.      6

可以看到hex其实是调用了setf函数，但这里的setf跟我们上面用到的setf函数不同，这是重载之后有两个形参的setf函数，其定义如下：

  1. fmtflags
  2. setf(fmtflags __fmtfl, fmtflags __mask)
  3. {
  4.       fmtflags __old = _M_flags;
  5.       _M_flags &= ~__mask;
  6.       _M_flags |= (__fmtfl & __mask);
  7.       return __old;
  8. }
  11.      1 
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  14.      4 
  15.      5 
  16.      6 
  17.      7 
  18.      8

可以看到这里setf先将mask所对应的位都置0，再将要设置的位置1。具体到hex函数，它是将_S_basefield(_S_dec | _S_oct | _S_hex)都先置0，再将_S_hex位置1。有了这个setf函数，我们在使用hex的时候就不需要先终止dec了，可以直接使用hex。

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