C++ cout格式化輸出完全攻略

• 2020 年 11 月 25 日
• 筆記
• language: C++

寫演算法題的時候突然發現自己忘記基本的C++：cout格式化輸出了，趕緊拉出以前的C++學習筆記重新看一看。

部分內容來自教程：C語言中文網（一個很棒的網站）

有時希望按照一定的格式進行輸出，如按十六進位輸出整數，輸出浮點數時保留小數點後面兩位，輸出整數時按 6 個數字的寬度輸出，寬度不足時左邊補 0，等等。C語言中的 printf() 函數使用以%開頭的格式控制符，例如 %X、%.2f、%6d 等；C++ 中的 cout 對象則使用流操作運算元（你也可以叫做格式控制符）或者成員函數進行控制。

使用流操作運算元

C++ 中常用的輸出流操縱運算元如表 1 所示，它們都是在頭文件 iomanip 中定義的；要使用這些流操縱運算元，必須包含該頭文件。

注意：「流操縱運算元」一欄中的星號*不是運算元的一部分，星號表示在沒有使用任何運算元的情況下，就等效於使用了該運算元。例如，在默認情況下，整數是用十進位形式輸出的，等效於使用了 dec 運算元。

‘|’：代表常用，’-‘：代表不常用

流操作運算元的使用方法

使用這些運算元的方法是將運算元用 << 和 cout 連用。例如：

cout << hex << 12 << "," << 24;

這條語句的作用是指定以十六進位形式輸出後面兩個數，因此輸出結果是：

c, 18

setiosflags() 運算元

setiosflags() 運算元實際上是一個庫函數，它以一些標誌作為參數，這些標誌可以是在 iostream 頭文件中定義的以下幾種取值，它們的含義和同名運算元一樣。

這些標誌實際上都是僅有某比特位為 1，而其他比特位都為 0 的整數。

多個標誌可以用|運算符連接，表示同時設置。例如：

cout << setiosflags(ios::scientific|ios::showpos) << 12.34;

輸出結果是：

+1.234000e+001

如果兩個相互矛盾的標誌同時被設置，如先設置 setiosflags(ios::fixed)，然後又設置 setiosflags(ios::scientific)，那麼結果可能就是兩個標誌都不起作用。因此，在設置了某標誌，又要設置其他與之矛盾的標誌時，就應該用 resetiosflags 清除原先的標誌。例如下面三條語句：

cout << setiosflags(ios::fixed) << 12.34 << endl;
cout << resetiosflags(ios::fixed) << setiosflags(ios::scientific | ios::showpos) << 12.34 << endl;
cout << resetiosflags(ios::showpos) << 12.34 << endl;  //清除要輸出正號的標誌

輸出結果是：
12.340000
+1.234000e+001
1.234000e+001

綜合示例

關於流操縱運算元的使用，來看下面的程式。

#include <iomanip>
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    int n = 141;
    // 1) 分別以十六進位、十進位、八進位先後輸出 n
    cout << "1)" << hex << n << " " << dec << n << " " << oct << n << endl;
    double x = 1234567.89, y = 12.34567;
    // 2)保留5位有效數字
    cout << "2)" << setprecision(5) << x << " " << y << " " << endl;
    // 3)保留小數點後面5位
    cout << "3)" << fixed << setprecision(5) << x << " " << y << endl;
    // 4)科學計數法輸出，且保留小數點後面5位
    cout << "4)" << scientific << setprecision(5) << x << " " << y << endl;
    // 5)非負數顯示正號，輸出寬度為12字元，寬度不足則用 * 填補
    cout << "5)" << showpos << fixed << setw(12) << setfill('*') << 12.1
         << endl;
    // 6)非負數不顯示正號，輸出寬度為12字元，寬度不足則右邊用填充字元填充
    cout << "6)" << noshowpos << setw(12) << left << 12.1 << endl;
    // 7)輸出寬度為 12 字元，寬度不足則左邊用填充字元填充
    cout << "7)" << setw(12) << right << 12.1 << endl;
    // 8)寬度不足時，負號和數值分列左右，中間用填充字元填充
    cout << "8)" << setw(12) << internal << -12.1 << endl;
    cout << "9)" << 12.1 << endl;
    return 0;
}

程式的輸出結果是：

1)8d 141 215
2)1.2346e+06 12.346
3)1234567.89000 12.34567
4)1.23457e+06 1.23457e+01
5)***+12.10000
6)12.10000****
7)****12.10000
8)-***12.10000
9)12.10000

需要注意的是，setw() 運算元所起的作用是一次性的，即隻影響下一次輸出。每次需要指定輸出寬度時都要使用 setw()。因此可以看到，第 9) 行的輸出因為沒有使用 setw()，輸出的寬度就不再是前面指定的 12 個字元。

在讀入字元串時，setw() 還能影響 cin 的行為。例如下面的程式：

#include <iomanip>
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    string s1, s2;
    cin >> setw(4) >> s1 >> setw(3) >> s2;
    cout << s1 << "," << s2 << endl;
    return 0;
}

輸入：
1234567890↙

程式的輸出結果是：
1234,567

說明setw(4)使得讀入 s1 時，只讀入 4 個字元，其後的setw(3)使得讀入 s2 時只讀入 3 個字元。

setw() 用於 cin 時，同樣隻影響下一次的輸入。

思考題：setw() 究竟是如何實現的，以至於能和 cout 連用來指定輸出寬度？自行查看編譯器所帶的 iomanip 頭文件，然後寫一個功能和 setw() 完全相同的 mysetw()。

調用cout的成員函數

ostream 類有一些成員函數，通過 cout 調用它們也能用於控制輸出的格式，其作用和流操縱運算元相同，如表 3 所示。

setf 和 unsetf 函數用到的flag，與 setiosflags 和 resetiosflags 用到的完全相同。

這些成員函數的用法十分簡單。例如下面的三行程式：

cout.setf(ios::scientific);cout.precision(8);cout << 12.23 << endl;

輸出結果是：
1.22300000e+001