Поточный ввод-вывод в C++
Поточный ввод-вывод в C++ выполняется с помощью функций сторонних библиотек. В С++, как и в С, нет встроенных в язык средств ввода-вывода.
Библиотека iostream определяет три стандартных потока:
Для их использования в Microsoft Visual Studio необходимо прописать строку:
Для выполнения операций ввода-вывода переопределены две операции поразрядного сдвига:
Возможно многократное назначение потоков:
cout
Ввод информации
При этом из входного потока читается последовательность символов до пробела, затем эта последовательность преобразуется к типу идентификатора, и получаемое значение помещается в идентификатор:
Возможно многократное назначение потоков:
cin >> переменная1 >> переменная2 >>. >> переменнаяn;
При наборе данных на клавиатуре значения для такого оператора должны быть разделены символами (пробел, \n, \t ).
Особого внимания заслуживает ввод символьных строк. По умолчанию потоковый ввод cin вводит строку до пробела, символа табуляции или перевода строки.
Результат выполнения 
Для ввода текста до символа перевода строки используется манипулятор потока getline() :
Результат выполнения 
Манипуляторы потока
В С++ имеется ряд манипуляторов. Рассмотрим основные:
| Манипулятор | Описание |
| endl | Помещение в выходной поток символа конца строки ‘\n’ |
| dec | Установка основания 10-ой системы счисления |
| oct | Установка основания 8-ой системы счисления |
| hex | Установка основания 16-ой системы счисления |
| setbase | Вывод базовой системы счисления |
| width(ширина) | Устанавливает ширину поля вывода |
| fill(‘символ’) | Заполняет пустые знакоместа значением символа |
| precision(точность) | Устанавливает количество значащих цифр в числе (или после запятой) в зависимости от использования fixed |
| fixed | Показывает, что установленная точность относится к количеству знаков после запятой |
| showpos | Показывает знак + для положительных чисел |
| scientific | Выводит число в экспоненциальной форме |
| get() | Ожидает ввода символа |
| getline(указатель, количество) | Ожидает ввода строки символов. Максимальное количество символов ограничено полем количество |
Пример Программа ввода-вывода значения переменной в C++
Та же программа, написанная на языке Си
Пример Использование форматированного вывода
Результат выполнения 
Еще один пример использования форматированного вывода: для t∈[0;3] с шагом 0,5 вычислить значение y=cos(t).
Результат выполнения 
1.5 – Знакомство с iostream: cout, cin и endl
Библиотека ввода/вывода
Библиотека ввода/вывода (библиотека io) является частью стандартной библиотеки C++, которая имеет дело с базовым вводом и выводом. Мы будем использовать функции этой библиотеки для получения ввода с клавиатуры и вывода данных в консоль. Буквы io в iostream означают «input/output» (ввод/вывод).
std::cout
Вспомним нашу программу Hello world :
std::cout может печатать не только текст, но и числа:
Это дает результат:
Его также можно использовать для вывода значений переменных:
Это дает результат:
Чтобы напечатать несколько элементов в одной строке, для объединения (связывания) нескольких частей выводимых данных, оператор вставки ( ) можно использовать несколько раз в одном выражении. Например:
Эта программа печатает:
Вот еще один пример, в котором мы печатаем и текст, и значение переменной в одном выражении:
Эта программа печатает:
std::endl
Как вы думаете, что напечатает следующая программа?
Результат может вас удивить:
Отдельные выражения вывода не приводят к отдельным выводимым строкам в консоли.
Если мы хотим выводить в консоль отдельные выводимые строки, нам нужно указать консоли, когда необходимо переместить курсор на следующую строку.
Совет
В приведенной выше программе второй std::endl технически не нужен, так как программа сразу же после этого завершается. Однако он служит двум полезным целям: во-первых, он помогает указать, что строка вывода является «законченной мыслью». Во-вторых, если мы позже захотим добавить дополнительные выражения вывода, нам не нужно будет изменять существующий код. Мы можем просто добавить новые выражения.
std::endl против ‘\n’
Вот пример, в котором ‘\n’ используется двумя разными способами:
Этот код напечатает:
Обратите внимание, что когда ‘\n’ используется сам по себе для перемещения курсора на следующую строку, необходимы одинарные кавычки. При встраивании в текст, который уже заключен в двойные кавычки, одинарные кавычки не нужны.
Мы рассмотрим, что такое ‘\n’ более подробно, когда перейдем к уроку о символах (4.11 – Символы).
Лучшая практика
Предупреждение
‘\n’ использует обратный слеш (как и все специальные символы в C++), а не прямой слеш. Использование прямого слеша (например, ‘/n’ ) может привести к неожиданному поведению.
std::cin
Если ваш экран закрывается сразу после ввода числа, обратитесь к уроку «0.8 – Несколько основных проблем C++» для решения этой проблем.
Лучшая практика
Существуют споры о том, нужно ли инициализировать переменную непосредственно перед тем, как передать ей значение, предоставленное пользователем, через другой источник (например, std::cin ), поскольку значение, предоставленное пользователем, просто перезапишет значение инициализации. В соответствии с нашей предыдущей рекомендацией о том, что переменные всегда следует инициализировать, лучше всего сначала инициализировать переменную.
Мы обсудим, как std::cin обрабатывает недопустимые входные данные в следующем уроке (7.16 – std::cin и обработка недопустимых входных данных).
Для продвинутых читателей
Резюме
Подробнее об операторах мы поговорим в уроке «1.9 – Знакомство с литералами и операторами».
Небольшой тест
Вопрос 1
Рассмотрим следующую программу, которую мы использовали выше:
Запустите эту программу несколько раз и опишите, что произойдет, если вместо этого вы введете следующие типы входных данных:
б) Число с дробной частью. Попробуйте числа с дробными составляющими меньше 0,5 и больше 0,5 (например, 3,2 и 3,7).
Дробная составляющая опущена.
Всё прекрасно работает.
г) Слово, например «Hello».
д) Действительно большое число (минимум 3 миллиарда).
Вы получаете, казалось бы, случайное число.
Последнее предложение может быть особенно неожиданным. Попробуйте! Это происходит потому, что x может содержать числа только до определенного размера. После этого он «переполняется». Мы обсудим переполнение в следующем уроке.
Урок №209. Функционал классов ostream и ios. Форматирование вывода
Обновл. 15 Сен 2021 |
На этом уроке мы рассмотрим функционал классов ostream и ios в языке С++.
Форматирование вывода
Есть два способа управления параметрами форматирования вывода:
флаги — это логические переменные, которые можно включить/выключить;
манипуляторы — это объекты, которые помещаются в поток и влияют на способ ввода/вывода данных.
Для включения флага используйте функцию setf() с соответствующим флагом в качестве параметра. Например, по умолчанию C++ не выводит знак + перед положительными числами. Однако, используя флаг std::showpos, мы можем это изменить:
Также можно включить сразу несколько флагов, используя побитовый оператор ИЛИ ( | ):
Чтобы отключить флаг, используйте функцию unsetf():
Многие флаги принадлежат к определенным группам форматирования. Группа форматирования — это группа флагов, которые задают аналогичные (иногда взаимоисключающие) параметры форматирования вывода. Например, есть группа форматирования basefield.
Флаги группы форматирования basefield:
oct (от англ. «octal» = «восьмеричный») — восьмеричная система счисления;
dec (от англ. «decimal» = «десятичный») — десятичная система счисления;
hex (от англ. «hexadecimal» = «шестнадцатеричный») — шестнадцатеричная система счисления.
Эти флаги управляют выводом целочисленных значений. По умолчанию установлен флаг std::dec, т.е. значения выводятся в десятичной системе счисления. Попробуем сделать следующее:
Ничего не работает! Почему? Дело в том, что setf() только включает флаги, он не настолько умен, чтобы одновременно отключать другие (взаимоисключающие) флаги. Следовательно, когда мы включаем std::hex, std::dec также включен и у него приоритет выше. Есть два способа решения данной проблемы.
Во-первых, мы можем отключить std::dec, а затем включить std::hex:
Теперь уже результат тот, что нужно:
Второй способ — использовать вариацию функции setf(), которая принимает два параметра:
первый параметр — это флаг, который нужно включить/выключить;
второй параметр — группа форматирования, к которой принадлежит флаг.
При использовании этой вариации функции setf() все флаги, принадлежащие группе форматирования, отключаются, а включается только передаваемый флаг. Например:
Язык C++ также предоставляет еще один способ изменения параметров форматирования: манипуляторы. Фишка манипуляторов в том, что они достаточно умны, чтобы одновременно включать и выключать соответствующие флаги. Например:
В общем, использовать манипуляторы гораздо проще, нежели включать/выключать флаги. Многие параметры форматирования можно изменять как через флаги, так и через манипуляторы, но есть и такие параметры форматирования, которые изменить можно либо только через флаги, либо только через манипуляторы.
Полезные флаги, манипуляторы и методы
Флаг:
Манипуляторы:
1 0
true false
1 0
true false
Флаг:
Манипуляторы:
Флаг:
uppercase — если включен, то используются заглавные буквы.
Манипуляторы:
uppercase — используются заглавные буквы.
nouppercase — используются строчные буквы.
1.23457e+007
1.23457E+007
1.23457e+007
1.23457E+007
Флаги группы форматирования basefield:
dec — значения выводятся в десятичной системе счисления;
hex — значения выводятся в шестнадцатеричной системе счисления;
oct — значения выводятся в восьмеричной системе счисления.
Манипуляторы:
dec — значения выводятся в десятичной системе счисления;
hex — значения выводятся в шестнадцатеричной системе счисления;
oct — значения выводятся в восьмеричной системе счисления.
Теперь вы уже должны понимать связь между флагами и манипуляторами.
Точность, запись чисел и десятичная точка
Используя манипуляторы (или флаги), можно изменить точность и формат вывода значений типа с плавающей точкой.
Флаги группы форматирования floatfield:
fixed — используется десятичная запись чисел типа с плавающей точкой;
scientific — используется экспоненциальная запись чисел типа с плавающей точкой;
showpoint — всегда отображается десятичная точка и конечные нули для чисел типа с плавающей точкой.
Манипуляторы:
fixed — используется десятичная запись значений;
scientific — используется экспоненциальная запись значений;
showpoint — отображается десятичная точка и конечные нули чисел типа с плавающей точкой;
noshowpoint — не отображаются десятичная точка и конечные нули чисел типа с плавающей точкой;
setprecision(int) — задаем точность для чисел типа с плавающей точкой.
Методы:
precision() — возвращаем текущую точность для чисел типа с плавающей точкой;
precision(int) — задаем точность для чисел типа с плавающей точкой.
Если используется десятичная или экспоненциальная запись чисел, то точность определяет количество цифр после запятой/точки. Обратите внимание, если точность меньше количества значащих цифр, то число будет округлено. Например:
Изучаем C++.Часть 4. Ввод данных и обработка исключений
Разбираемся, как правильно использовать ввод данных, чтобы ничего не сломалось.
Это четвёртая часть из серии статей «Глубокое погружение в C++». В прошлый раз мы познакомились с ветвлением и условными конструкциями. Сейчас поговорим о том, как сделать программу более полезной за счёт ввода данных и обработки исключений.
Если программа работает с изначально заданными данными, то она полезна только один раз, потому что результат будет всегда один и тот же. Гораздо эффективнее она становится, когда можно использовать разные данные:
Как получить и обработать данные через консоль? Давайте пробовать.
Пишет о программировании, в свободное время создает игры. Мечтает открыть свою студию и выпускать ламповые RPG.
Команды ввода и вывода в C++
В самом начале кода каждой программы мы подключаем библиотеку iostream — Input/Output Stream (поток ввода/вывода). Именно в ней находится команда cout, что позволяет выводить данные на экран консоли. В ней же есть команда cin, которая, наоборот, запрашивает пользовательский ввод.
Давайте напишем простую программу, которая спрашивает имя пользователя.
Сначала мы объявили переменную name строкового типа, а потом сказали пользователю, что именно нужно ввести, и в конце выдали сообщение «Hello, %name%!». Это выглядит так:
Важно! Старайтесь всегда сообщать пользователю, какие действия от него требуются и что происходит в программе.
Также вы можете запросить от пользователя данные других типов. Например, числовые:
Получается простейший калькулятор:
Это работает с символами, числами с плавающей запятой и другими данными.
Проверка консольного ввода в C++
Как мы уже говорили в первой статье, компьютер может только выполнять инструкции. Когда что-то идёт не по плану, он не способен самостоятельно решить, что ему делать, поэтому выдаёт ошибку.
Допустим, нам нужно, чтобы пользователь ввёл свой возраст. Мы ожидаем число вроде 8, 15 или 21, но кто-то может ввести эти числа прописью, например «двадцать один». Для программы эти варианты будут неожиданными, потому что она уже подготовила переменную типа int — строка в неё никак не влезет.
Чтобы избежать таких ошибок, любые данные от пользователей стоит принимать как строку, а потом переводить в нужный нам тип. Процесс преобразования данных из одного типа в другой называется конвертацией.
Конвертация данных
В C++ самый простой способ конвертировать строку в число — использовать функцию stoi () или аналогичную:
Вот пример корректной и некорректной конвертации:
Как видно на скриншоте, в первом случае всё прошло успешно, но в следующих случаях программа выдала ошибку. Давайте рассмотрим последнюю:
Разберём некоторые моменты подробнее:
Чтобы программа не закрывалась при выбрасывании исключений, их нужно обработать.
Обработка исключений в C++
Для этого нам пригодится конструкция try-catch.
Вот код программы, которая проверяет корректность введённых данных:
Теперь можно запустить её и попробовать ввести любые значения — программа определит, какое сообщение вывести, и благополучно завершится.
Изучаем C++. Часть 8. Библиотеки и пространства имён
Разбираемся, как ускорить работу с кодом в несколько раз, используя готовые решения.
Это восьмая часть из серии статей «Глубокое погружение в C++». В прошлой статье мы узнали, как хранить данные в массивах. Сегодня — ещё интереснее.
Недавно мы говорили о том, что многие функции уже написаны другими разработчиками и помещены в специальные библиотеки. Если такая библиотека входит в состав языка или находится в открытом доступе, то вы можете использовать все её возможности.
Это очень удобно, и многие специально пишут универсальные библиотеки, которые пригодятся в самых разных проектах. Давайте разберёмся с библиотеками подробнее и научимся создавать свои.
Пишет о программировании, в свободное время создает игры. Мечтает открыть свою студию и выпускать ламповые RPG.
Пространства имён в C++
Пространство имён (англ. namespace) — это группа взаимосвязанных функций, переменных, констант, классов, объектов и других компонентов программы.
С самого начала изучения C++ мы используем команду std: cout, чтобы выводить данные в терминал. На самом деле команда называется просто cout, а std — это пространство имён, в котором она находится.
Пространства имён нужны, чтобы логически связывать части программы. Например, математические функции, физические, бухгалтерские и так далее.
Вот пример создания пространства имён:
Мы объединяем в группу несколько разных команд и избегаем конфликтов имён. Это нужно, когда в какой-то из подключённых вами библиотек уже есть функция, например sum (). По пространству имён программа поймёт, какая именно функция вам нужна.
Если же вы хотите сократить код, то используйте команду using:
В данном случае команда говорит, что вам нужны имена из mynames и std, поэтому никакой ошибки выведено не будет.
Также после using можно указать не целое пространство имён, а только отдельную функцию или переменную:
Файлы заголовков в C++
Пространство имён из примера выше можно перенести в отдельный файл, чтобы потом подключить его к другой программе и избавиться от дополнительного кода в основном файле.
Здесь нет функции main (), потому что этот код — не самостоятельная программа, а библиотека для других программ. Следовательно, точка входа здесь не нужна. Также мы не подключаем iostream, потому что не собираемся ничего выводить, но вы можете добавить в свой заголовок любые другие файлы.
Поместите mylib.h в папку, где находится ваша программа. Затем добавьте в начало кода команду:
Обратите внимание на двойные кавычки вместо угловых скобок: первые используются для локальных заголовков, а вторые — для системных.
Теперь вы можете использовать весь функционал из этой библиотеки:
Вот что будет выведено:
Обратите внимание, что функция pow, как и другие математические функции, существует также и в библиотеке cmath.
Заключение
Библиотеки и пространства имён — это полезные инструменты для каждого разработчика. В интернете есть готовые решения для любых задач, поэтому многие работодатели ищут специалистов, которые разбираются в определённой библиотеке.
Если вы часто работаете над однотипными проектами, можете написать для себя библиотеку и подключать её во все проекты, чтобы ускорить работу. Однако новичкам стоит стараться писать код каждый раз заново — так вы сможете его постоянно переосмысливать и замечать то, чего раньше не замечали.
Если вы хотите освоить С++, то можете пройти наш курс. В нём все аспекты языка разбираются детально и на практике, а в конце каждого задания вы получаете обратную связь от преподавателей.
Профессия
Разработчик на C++ с нуля
Вы пройдёте полный курс по С++ и прикладной курс по Unreal Engine 4. Вы научитесь работать с многопоточностью, использовать инструменты и средства разработки: Git, GCC, GDB. Вам будет проще найти работу программиста в геймдеве.