第七章：C++中的输入与输出

╰+哭是因爲堅強的太久メ 2024-03-23 21:49 13阅读 0赞

## 第七章：C++中的输入与输出 ##

### C++中的输入与输出 ###

在C++中，输入和输出是程序与用户或外部设备进行交互的重要方式。本文将深入讲解C++中输入与输出的概念、常用的输入输出函数和相关操作符，并结合大量的代码示例和实际案例来帮助您更好地理解。

#### 输入 ####

在C++中，常用的输入函数是`cin`，它允许程序接收来自用户的输入并存储到相应的变量中。

以下是不同场景下的示例，演示了如何使用`cin`获取用户输入：

##### 示例 1：获取整数输入 #####

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    int main() {
        
        int number;
    
        cout << "请输入一个整数：" << endl;
        cin >> number;
    
        cout << "您输入的整数是：" << number << endl;
    
        return 0;
    }

**运行结果示例：**

请输入一个整数：
    42
    您输入的整数是：42

##### 示例 2：获取字符串输入 #####

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    int main() {
        
        string name;
    
        cout << "请输入您的姓名：" << endl;
        cin >> name;
    
        cout << "您的姓名是：" << name << endl;
    
        return 0;
    }

**运行结果示例：**

请输入您的姓名：
    John Doe
    您的姓名是：John

##### 示例 3：获取带有空格的字符串输入 #####

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    int main() {
        
        string full_name;
    
        cout << "请输入您的全名：" << endl;
        cin.ignore(); // 忽略之前的换行符
        getline(cin, full_name); // 读取整行输入
    
        cout << "您的全名是：" << full_name << endl;
    
        return 0;
    }

**运行结果示例：**

请输入您的全名：
    John Doe
    您的全名是：John Doe

#### 输出 ####

C++中的输出函数是`cout`，它用于将程序中的数据显示在控制台上，便于用户查看。

以下是不同场景下的示例，展示了如何使用`cout`进行输出：

##### 示例 1：输出变量值 #####

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    int main() {
        
        int number = 42;
        string name = "John Doe";
    
        cout << "整数：" << number << endl;
        cout << "字符串：" << name << endl;
    
        return 0;
    }

**运行结果示例：**

整数：42
    字符串：John Doe

##### 示例 2：格式化输出 #####

#include <iomanip>
    #include <iostream>
    using namespace std;
    
    int main() {
        
        double number = 3.1415926;
        int value = 42;
    
        cout << "默认输出：" << number << endl;
        cout << "定点表示：" << fixed << number << endl;
        cout << "科学计数法：" << scientific << number << endl;
        cout << "带宽度的输出：" << setw(10) << value << endl;
        cout << "十六进制表示：" << hex << value << endl;
    
        return 0;
    }

**运行结果示例：**

默认输出：3.14159
    定点表示：3.141593
    科学计数法：3.141593e+00
    带宽度的输出：        42
    十六进制表示：2a

#### 文件输入和输出 ####

除了控制台输入和输出之外，C++还提供了对文件的输入和输出操作。通过使用相关的文件流类，我们可以从文件中读取数据或将数据写入到文件中。

以下是不同场景下的示例，展示了如何进行文件输入和输出：

##### 示例 1：文件写入 #####

#include <fstream>
    #include <iostream>
    using namespace std;
    
    int main() {
        
        ofstream outputFile("data.txt"); // 创建用于输出的文件流对象
    
        if (outputFile.is_open()) {
        
            outputFile << "Hello, World!" << endl;
            outputFile << "This is a test." << endl;
            outputFile.close();
        } else {
        
            cout << "无法打开文件" << endl;
        }
    
        return 0;
    }

执行该程序后，在同一目录下会生成一个名为`data.txt`的文件，并将指定的文本内容写入其中。

##### 示例 2：文件读取 #####

#include <fstream>
    #include <iostream>
    using namespace std;
    
    int main() {
        
        ifstream inputFile("data.txt"); // 创建用于输入的文件流对象
    
        if (inputFile.is_open()) {
        
            string line;
            while (getline(inputFile, line)) {
        
                cout << line << endl;
            }
            inputFile.close();
        } else {
        
            cout << "无法打开文件" << endl;
        }
    
        return 0;
    }

执行该程序后，会读取之前生成的`data.txt`文件，并将文件中的每行内容显示在控制台上。

#### 异常处理 ####

在实际编程中，需要对读取输入或写入输出进行错误处理。C++中提供了异常处理机制，用于应对可能出现的异常情况。

以下是一个示例，展示了如何使用`try-catch`块来捕获和处理异常：

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    int main() {
        
        int number;
    
        cout << "请输入一个整数：" << endl;
        
        try {
        
            cin.exceptions(ios_base::failbit); // 启用cin的异常抛出机制
            cin >> number;
    
            cout << "您输入的整数是：" << number << endl;
        } catch (exception& e) {
        
            cout << "发生了异常：" << e.what() << endl;
        }
    
        return 0;
    }

上述代码中，我们通过启用`cin`的异常抛出机制，使其在发生异常时抛出`ios_base::failure`异常。然后，使用`try-catch`块来捕获并处理该异常。

如果用户输入的不是整数，则会触发异常，并进入`catch`块进行相关处理。