【C++】控制台输入与输出

🚀前言

大家好！我是 EnigmaCoder。

• 在C++开发中，控制台输出（cout）是我们与程序交互、查看数据的最直接方式。但默认的输出格式往往不够“美观”或“精准”——比如浮点数显示过多小数位、数值对齐杂乱、进制展示不直观等。今天，我们就来系统学习C++的格式化输出，让cout也能“花式输出”数据～

🌟C++控制台输入输出基础

💯输入：cin的基本用法

cin是C++标准输入流，用于从控制台读取数据。它默认以空白、回车、TAB作为数据的分隔符。

• 单个变量输入：

  int c1, c2;
  cin >> c1;  // 读取第一个整数到c1
  cin >> c2;  // 读取第二个整数到c2
  

• 多个变量连续输入：

  string name;
  int age;
  cin >> name >> age;  // 依次读取字符串（姓名）和整数（年龄）
  

💯输出：cout与换行/刷新

cout是C++标准输出流，用于向控制台打印数据。控制换行的常用方式有两种：

• '\n'：仅实现换行，不会刷新输出缓冲区。
• endl：换行 + 刷新输出缓冲区（等价于 '\n' + flush），适合需要立即看到输出的场景。

示例：

cout << "这是第一行\n";  // 仅换行
cout << "这是第二行" << endl;  // 换行并刷新缓冲区

🗡️格式化输出的“武器库”

要实现进制转换、精度控制、对齐方式、填充字符等高级格式化效果，需要引入头文件 <iomanip>（“input/output manipulation”的缩写）。它提供了一系列“控制符”，让我们能精细调控cout的输出格式。

同时，为了简化代码，我们通常会使用 using namespace std;，避免重复写std::前缀。

💯进制格式化

在C++中，整数可以用八进制、十进制、十六进制展示，分别由 oct、dec、hex 控制。这三个控制符属于**“持续生效”型**：设置后，后续所有整数输出都会遵循该进制，直到被其他进制控制符覆盖。

1. 示例代码：

int a = 10;
cout << "a的八进制数是：" << oct << a << endl;
cout << "a的十进制数是：" << dec << a << endl;
cout << "a的十六进制数是：" << hex << a << endl;

2. 输出结果：

a的八进制数是：12
a的十进制数是：10
a的十六进制数是：a

3. 进制控制对比表：

控制符	作用	示例（a=10）
oct	设置为八进制输出	12
dec	设置为十进制输出（默认）	10
hex	设置为十六进制输出	a

💯浮点数精度控制

浮点数（double/float）的“精度”是格式化输出的重点。setprecision(n) 的行为会因是否结合 fixed 而不同。

1. 无fixed：控制“有效数字总位数”

当没有 fixed 时，setprecision(n) 表示“从第一个非零数字开始，保留 n 位有效数字”（整数部分 + 小数部分的总有效位数）。

示例：

double pi = 3.1415926;
cout << setprecision(4) << pi << endl;

输出：3.142（有效数字：3、1、4、2，共4位）

2. fixed模式：控制“小数位数”

当使用 fixed 时，setprecision(n) 表示“强制保留 n 位小数”（整数部分正常显示，小数部分补0或截断）。

示例：

double pi = 3.1415926;
cout << fixed << setprecision(4) << pi << endl;

输出：3.1416（小数部分保留4位，自动四舍五入）

3. 精度控制对比表：

模式	setprecision(n) 作用	示例（pi=3.1415926, n=4）
无fixed	有效数字总位数为n	3.142
fixed	小数部分位数为n	3.1416

💯域宽控制

setw(n) 用于指定下一个输出项的宽度（单位：字符数）。需要注意：它是**“一次性”生效**的——只影响紧接着的一个输出项，后续输出需重新调用 setw 才会生效。

默认情况下，内容右对齐，多余宽度用“空格”填充在左侧。

示例：

cout << setw(10) << "hello" << endl;

输出（左侧补5个空格，总宽度10）：

     hello

💯对齐方式

<iomanip> 通过 setiosflags 结合 ios 命名空间下的枚举（left/right/internal），控制输出的对齐方式。这些对齐标志属于**“持续生效”型**，直到被 resetiosflags 清除或被其他对齐标志覆盖。

1. ios::left：左对齐

内容靠左，多余宽度的填充字符在右侧。

示例：

cout << setiosflags(ios::left) << setw(10) << "hello" << endl;

输出（右侧补5个空格，总宽度10）：

hello     

2. ios::right：右对齐（默认）

内容靠右，多余宽度的填充字符在左侧。

示例：

cout << setiosflags(ios::right) << setw(10) << "hello" << endl;

输出（左侧补5个空格，总宽度10）：

     hello

3. ios::internal：“内部”对齐（数值专属）

• 对数值类型（如 int/double 等）：填充字符会插入到“符号（+/-）或基数（如十六进制的0x）”与“数值主体”之间。
• 对非数值类型（如字符串、字符）：效果等同于 ios::right（右对齐，左侧填充）。

示例（数值类型）：

cout << setiosflags(ios::internal) << setw(10) << setfill('#') << -123 << endl;

输出（符号-后补6个#，再跟数值123，总宽度10）：

-######123

示例（非数值类型）：

cout << setiosflags(ios::internal) << setw(10) << "hello" << endl;

输出（效果同right，左侧补5个空格，总宽度10）：

     hello

4. 对齐方式对比表：

对齐标志	作用范围	填充字符位置	示例（内容"hello"，宽度10）
ios::left	所有类型	内容右侧	hello
ios::right	所有类型	内容左侧（默认）	hello
ios::internal	数值类型专属；非数值等价于right	符号/基数与数值之间（数值）；内容左侧（非数值）	数值：-######123；字符串： hello

💯填充字符

默认情况下，setw 的多余宽度用“空格”填充。通过 setfill(c) 可以指定自定义填充字符（如*、#等），且该设置持续有效，直到被新的 setfill 调用覆盖。

示例：

cout << setfill('*') << setw(15) << "hello" << endl;  // 用`*`填充
cout << setfill(' ') << setw(15) << "hello" << endl;  // 还原为空格填充

输出：

**********hellohello

💯格式标志的重置

当我们想清除之前用 setiosflags 设置的对齐标志（如 left/right/internal），回到默认状态时，需要用 resetiosflags，并传入要清除的标志（多个标志用|分隔）。

示例：

// 先设置`left`，再重置所有对齐标志
cout << setiosflags(ios::left) << setw(10) << "hello" << endl;
cout << resetiosflags(ios::left | ios::right | ios::internal) << setw(10) << "hello" << endl;

输出（第一行左对齐，第二行回到默认右对齐）：

hello     hello

💯格式化函数作用域总结

为了更清晰地记忆各格式化工具的“生效范围”，我们整理成表格：

格式化工具	作用域特点	示例/说明
oct/dec/hex	持续有效，直到被覆盖	设置hex后，所有后续整数都以十六进制输出，直到用dec/oct切换。
setprecision	持续有效，直到被修改	结合fixed时控制小数位；无fixed时控制有效数字，直到新的setprecision或格式标志改变。
setw	仅对下一个输出项有效	setw(10) << "a" 只影响"a"的宽度，下一个输出需重新调用setw。
setiosflags（对齐等）	持续有效，直到被重置/覆盖	设置ios::left后，所有后续输出都左对齐，直到用resetiosflags或ios::right等覆盖。
setfill	持续有效，直到被修改	设置setfill('*')后，所有setw的填充字符都是*，直到新的setfill调用。

☘️总结

C++的格式化输出看似繁琐，实则有清晰的规律：

• 区分“持续生效”和“一次性生效”的工具（如setw是一次性，oct/setfill是持续）；
• 浮点数精度要关注fixed的有无；
• 对齐方式中ios::internal是数值专属的“特殊对齐”；
• 善用resetiosflags清除不需要的格式标志。

• 掌握这些技巧后，你就能让cout输出既“精准”又“美观”，无论是调试程序还是展示数据，都能更加得心应手。
• 本文代码在VSCode、Dev-C++等支持C++11及以上的环境均可运行，记得包含<iostream>和<iomanip>头文件。