C++的cin/cout高阶格式化操作

　　这篇文章主要讲解如何在C++中使用cin/cout进行高级的格式化输出操作，包括数字的各种计数法(精度)输出，左或右对齐，大小写等等。通过本文，您可以完全脱离scanf/printf，仅使用cin/cout来完成一切需要的格式化输入输出功能(从非性能的角度而言)。更进一步而言，您还可以在、上使用这些格式化操作，从而代替sscanf/sprintf和fscanf/fprintf函数。为方便描述，下文仅以cin/cout为例进行介绍。

　　这篇文章主要讲解如何在C++中使用cin/cout进行高级的格式化输出操作，包括数字的各种计数法(精度)输出，左或右对齐，大小写等等。通过本文，您可以完全脱离scanf/printf，仅使用cin/cout来完成一切需要的格式化输入输出功能(从非性能的角度而言)。更进一步而言，您还可以在、上使用这些格式化操作，从而代替sscanf/sprintf和fscanf/fprintf函数。为方便描述，下文仅以cin/cout为例进行介绍。

　　一、综述

　　cin/cout是STL库提供的一个iostream实例，拥有ios_base基类的全部函数和成员数据。进行格式化操作可以直接利用setf/unsetf函数和flags函数。cin/cout维护一个当前的格式状态，setf/unsetf函数是在当前的格式状态上追加或删除指定的格式，而flags则是将当前格式状态全部替换为指定的格式。cin/cout为这两个函数提供了如下参数(可选格式)：

以下是引用片段：
　ios::dec 以10进制表示整数
　　ios::hex 以16进制表示整数
　　ios::oct 以8进制表示整数
　　ios::showbase 为整数添加一个表示其进制的前缀
　　ios::internal 在符号位和数值的中间插入需要数量的填充字符以使串两端对齐
　　ios::left 在串的末尾插入填充字符以使串居左对齐
　　ios::right 在串的前面插入填充字符以使串居右对齐
　　ios::boolalpha 将bool类型的值以true或flase表示，而不是1或0
　　ios::fixed 将符点数按照普通定点格式处理(非科学计数法)
　　ios::scientific 将符点数按照科学计数法处理(带指数域)
　　ios::showpoint 在浮点数表示的小数中强制插入小数点(默认情况是浮点数表示的整数不显示小数点)
　　ios::showpos 强制在正数前添加+号
　　ios::skipws 忽略前导的空格(主要用于输入流，如cin)
　　ios::unitbuf 在插入(每次输出)操作后清空缓存
　　ios::uppercase 强制大写字母

　　以上每一种格式都占用独立的一位，因此可以用“|”(位或)运算符组合使用。调用setf/unsetf或flags设置格式一般按如下方式进行：

　　1 cout.setf(ios::right | ios::hex); //设置16进制右对齐

　　2 cout.setf(ios::right, ios::adjustfield); //取消其它对齐，设置为右对齐

　　setf可接受一个或两个参数，一个参数的版本为设置指定的格式，两个参数的版本中，后一个参数指定了删除的格式。三个已定义的组合格式为：

　　ios::adjustfield 对齐格式的组合位

　　ios::basefield 进制的组合位

　　ios::floatfield 浮点表示方式的组合位

　　设置格式之后，下面所有使用cout进行的输出都会按照指定的格式状态执行。但是如果在一次输出过程中需要混杂多种格式，使用cout的成员函数来处理就显得很不方便了。STL另提供了一套库可以满足这种使用方式。库中将每一种格式的设置和删除都进行了函数级的同名封装，比如fixed函数，就可以将一个ostream的对象作为参数，在内部调用setf函数对其设置ios::fixed格式后再返回原对象。此外还提供了setiosflags、setbase、setfill、setw、setprecision等方便的格式控制函数，下文会逐一进行介绍。大多数示例代码都会使用到，因此默认包含的头文件均为：

　　1 #include

　　2 #include

　　二、缩进

　　将输出内容按指定的宽度对齐，需要用到ios::right、ios::left、ios::internal和iomanip里的setw。其中setw用于指定要输出内容的对齐宽度。以下两段代码的结果完全相同，前面是一个浮点数-456.98，后面紧跟着一个字符串“The End”以及换行符“endl”。

　　代码一：

以下是代码片段：
　01 #include
　　02 #include
　　03 using namespace std;
　　04 int main(void) {
　　05 cout.flags(ios::left); //左对齐
　　06 cout << setw(10) << -456.98 << "The End" << endl;
　　07 cout.flags(ios::internal); //两端对齐
　　08 cout << setw(10) << -456.98 << "The End" << endl;
　　09 cout.flags(ios::right); //右对齐
　　10 cout << setw(10) << -456.98 << "The End" << endl;
　　11 return 0;
　　12 }

　　代码二：

以下是代码片段：
　1 #include
　　2 #include
　　3 using namespace std;
　　4 int main(void) {
　　5 cout << left << setw(10) << -456.98 << "The End" << endl; //左对齐
　　6 cout << internal << setw(10) << -456.98 << "The End" << endl; //两端对齐
　　7 cout << right << setw(10) << -456.98 << "The End" << endl; //右对齐
　　8 return 0;
　　9 }

　　结果：

　　-456.98 The End

　　- 456.98The End

　　-456.98The End

　　这里要额外说明的一点是，setw函数会用当前的填充字符控制对齐位置，默认的填充字符是空格。可以通过的setfill来设置填充字符，比如下面的代码用字符“0”作为填充字符：

以下是代码片段：
　　1 #include
　　2 #include
　　3 using namespace std;
　　4 int main(void) {
　　5 cout << setfill('0') << setw(10) << 45698 << endl;
　　6 return 0;
　　7 }

　　结果：

　　0000045698

　　三、整数

　　输出整数的格式有按不同进制数出：ios::hex(16进制)、ios::dec(10进制)、ios::oct(8进制)，也可强制其输出符号(正数也加上“+”号前缀)，对于16进制的输出还可配合ios::uppercase使所有字母以大写表示。代码示例如下：

以下是代码片段：
　01 #include
　　02 #include
　　03 using namespace std;
　　04 int main(void) {
　　05 cout.setf(ios::showpos | ios::uppercase);
　　06 cout << hex << setw(4) << 12 << setw(12) << -12 << endl;
　　07 cout << dec << setw(4) << 12 << setw(12) << -12 << endl;
　　08 cout << oct << setw(4) << 12 << setw(12) << -12 << endl;
　　09 cout.unsetf(ios::showpos | ios::uppercase);
　　10 cout << hex << setw(4) << 12 << setw(12) << -12 << endl;
　　11 cout << dec << setw(4) << 12 << setw(12) << -12 << endl;
　　12 cout << oct << setw(4) << 12 << setw(12) << -12 << endl;
　　13 return 0;
　　14 }

　　结果：

　　C FFFFFFF4

　　+12 -12

　　14 37777777764

　　c fffffff4

　　12 -12

　　14 37777777764

　　利用的setbase函数同样可以设置整数的三种进制，参数分别为8、10和16，但使用起来比上面的方法还更复杂一些，除非是特殊的代码规范要求(有些规范要求避免将常量直接作为表达式)，一般不建议使用setbase。此外，还可以利用ios::showbase来为整数的前面加一个表示进制的前缀，代码如下：

以下是代码片段：
　　1 #include
　　2 #include
　　3 using namespace std;
　　4 int main(void) {
　　5 cout << showbase << setw(4) << hex << 32 << setw(4) << oct << 32 << endl;
　　6 cout << noshowbase << setw(4) << hex << 32 << setw(4) << oct << 32 << endl;
　　7 return 0;
　　8 }

　　结果：

　　0x20 040

　　20 40

　　上面代码中的showbase/noshobase也可以用cout的setf来代替，其结果是完全相同的：

以下是代码片段：
　　01 #include
　　02 #include
　　03 using namespace std;
　　04 int main(void) {
　　05 cout.setf(ios::showbase);
　　06 cout << setw(4) << hex << 32 << setw(4) << oct << 32 << endl;
　　07 cout.unsetf(ios::showbase);
　　08 cout << setw(4) << hex << 32 << setw(4) << oct << 32 << endl;
　　09 return 0;
　　10 }