cout格式化输出

曾经终败给现在 2022-05-23 05:15 262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**

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>流成员函数</th> 
   <th>作用相同的控制符</th> 
   <th>作用</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>precision(n)</td> 
   <td>setprecision(n)</td> 
   <td>设置实数的精度为n位</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>width(n)</td> 
   <td>setw(n)</td> 
   <td>设置字段宽度为n位</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>fill(c)</td> 
   <td>setfill(c)</td> 
   <td>设置填充宇符c</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>setf(ios::state)</td> 
   <td>setiosflags(ios::state)</td> 
   <td>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</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>unsetf(ios::state)</td> 
   <td>resetioflags(ios::state)</td> 
   <td>终止已设置的输出格式状态，在括号中应指定内容</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**表2 设置格式状态的格式标志**

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>格式标志</th> 
   <th>作用</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>ios::left</td> 
   <td>输出数据在本域宽范围内向左对齐</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ios::right</td> 
   <td>输出数据在本域宽范围内向右对齐</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ios::internal</td> 
   <td>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</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ios::dec</td> 
   <td>设置整数的基数为10</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ios::oct</td> 
   <td>设置整数的基数为8</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ios::hex</td> 
   <td>设置整数的基数为16</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ios::showbase</td> 
   <td>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)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ios::showpoint</td> 
   <td>强制输出浮点数的小点和尾数0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ios::uppercase</td> 
   <td>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</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ios::showpos</td> 
   <td>对正数显示“+”号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ios::scientific</td> 
   <td>浮点数以科学记数法格式输出</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ios::fixed</td> 
   <td>浮点数以定点格式(小数形式)输出</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ios::boolalpha</td> 
   <td>以“true”/“false”的形式输出布尔值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ios::unitbuf</td> 
   <td>每次输出之后刷新所有的流</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ios::stdio</td> 
   <td>每次输出之后清除stdout, stderr</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 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：

#include <iostream>
    using namespace std;
    int main(){
        int a = 31;
        cout.width(8);
        cout.fill('*');
        cout.unsetf(ios::dec);
        cout.setf(ios::hex);
        cout << a << endl;
    }
       
        
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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：

#include <iostream>
    #include <iomanip>  //不要忘记包含此头文件
    using namespace std;
    int main(){
        int a = 31;
        cout << setw(8) << setfill('*') << resetiosflags(ios::dec) << setiosflags(ios::hex) << a << endl;
    }
       
        
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**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 
        { 
          _S_boolalpha  = 1L << 0,
          _S_dec        = 1L << 1,
          _S_fixed      = 1L << 2,
          _S_hex        = 1L << 3,
          _S_internal   = 1L << 4,
          _S_left       = 1L << 5,
          _S_oct        = 1L << 6,
          _S_right      = 1L << 7,
          _S_scientific     = 1L << 8,
          _S_showbase   = 1L << 9,
          _S_showpoint  = 1L << 10,
          _S_showpos    = 1L << 11,
          _S_skipws     = 1L << 12,
          _S_unitbuf    = 1L << 13,
          _S_uppercase  = 1L << 14,
          _S_adjustfield    = _S_left | _S_right | _S_internal,
          _S_basefield  = _S_dec | _S_oct | _S_hex,
          _S_floatfield     = _S_scientific | _S_fixed,
          _S_ios_fmtflags_end = 1L << 16,
          _S_ios_fmtflags_max = __INT_MAX__,
          _S_ios_fmtflags_min = ~__INT_MAX__
        };
       
        
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### 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：

#include <iostream>
    #include <iomanip> 
    using namespace std;
    int main(){
        int a = 31;
        cout << setw(8) << setfill('*') << hex << a << endl;
    }
       
        
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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：

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

fmtflags
    setf(fmtflags __fmtfl, fmtflags __mask)
    {
          fmtflags __old = _M_flags;
          _M_flags &= ~__mask;
          _M_flags |= (__fmtfl & __mask);
          return __old;
    }
       
        
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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。

[cout]: https://blog.csdn.net/u012707739/article/details/77824635