【C++】C++标准库iostream中cin、cout、cerr、clog方法解析

目录

一.iostream库介绍

1.iostream主要的组件

2.使用  iostream 

二.cin介绍及使用

三.cout介绍及使用

四.cerr介绍及使用

五.clog介绍及使用


一.iostream库介绍

1.iostream主要的组件

在C++中, iostream  是一个非常核心的头文件,它定义了基本的输入输出流。这个头文件是标准库中的一部分,提供了与输入输出相关的类和函数。以下是  iostream  头文件中一些主要的组件:

1. iostream:定义了基本的输入输出流。

2. ostream:输出流的基类。

3. istream:输入流的基类。

4. iostream:同时包含输入和输出流的类。

主要流对象

 std::cin :标准输入流对象,用于从标准输入(通常是键盘)读取数据。

 std::cout :标准输出流对象,用于向标准输出(通常是控制台)输出数据。

 std::cerr :标准错误流对象,用于输出错误信息。

 std::clog :标准日志流对象,用于输出日志信息。

2.使用  iostream 

在C++程序中,通常需要包含  <iostream>  头文件来使用标准输入输出流。以下是一些基本的用法示例:

#include <iostream> // 包含 iostream 头文件

int main() {
    int num;
    std::cout << "Enter a number: ";
    std::cin >> num; // 从 cin 读取一个整数

    std::cout << "You entered: " << num << std::endl;
    return 0;
}

1)输出流( ostream )

输出流对象可以输出各种类型的数据,包括整数、浮点数、字符、字符串等。 std::cout  和  std::cerr  都是  ostream  类型的对象。

2)输入流( istream )

输入流对象可以读取各种类型的数据。 std::cin  是  istream  类型的对象。

3)格式化输出

 iostream  提供了多种格式化输出的选项,例如设置字段宽度、填充字符、对齐方式等。

#include <iostream>
#include <iomanip>  // 包含 iomanip 头文件,用于格式化输出

int main() {
    double pi = 3.14159;
    std::cout << std::fixed << std::setprecision(2) << "Pi is approximately " << pi << std::endl;
    return 0;
}

4)错误处理

输入流对象(如  std::cin )在遇到错误输入时会进入错误状态。可以通过检查流的状态来处理这些错误。

#include <iostream>

int main() {
    int num;
    std::cout << "Enter a number: ";
    std::cin >> num;

    if (std::cin.fail()) {
        std::cerr << "Error: invalid input" << std::endl;
        std::cin.clear();  // 清除错误状态
        std::cin.ignore(std::numeric_limits<std::streamsize>::max(), '\n');  // 忽略错误的输入
    }

    std::cout << "You entered: " << num << std::endl;
    return 0;
}

 iostream  是C++中进行输入输出操作的基础,几乎所有的C++程序都会用到它。

二.cin介绍及使用

在C++中, cin  是标准库中的一个输入流对象,用于从标准输入(通常是键盘)读取数据。它是  istream  类型的一个实例,提供了多种输入操作符和函数,使得从用户那里获取输入变得非常方便。

以下是一些关于  cin  的基本用法:

1. 基本输入:

使用  >>  操作符可以从  cin  读取基本数据类型,如整数、浮点数、字符等。

int num;
double pi;
char ch;

std::cin >> num >> pi >> ch;

2. 字符串输入:

可以使用  std::string  类型和  >>  操作符读取一行文本。

std::string name;

std::cin >> name;

3. 忽略空白字符:

默认情况下, cin  会忽略输入中的空白字符(如空格、制表符、换行符)。当遇到非空白字符时,输入流会停止读取。

int a, b;

std::cin >> a >> b; // 假设输入是 "3 4",那么 a 会被赋值为 3,b 会被赋值为 4

4. 使用  getline : 

getline  函数可以读取一行文本,包括空白字符,直到遇到换行符。

std::string line;

std::cin.ignore(); // 忽略前面的任何空白字符

std::getline(std::cin, line);

5. 错误处理:

如果输入的数据类型与期望的类型不匹配, cin  会进入错误状态。可以使用  fail()  函数检查输入流是否出错。

int num;

std::cin >> num;

if (std::cin.fail()) {

    std::cerr << "Error: invalid input" << std::endl;

    std::cin.clear(); // 清除错误状态

    std::cin.ignore(std::numeric_limits<std::streamsize>::max(), '\n'); // 忽略错误的输入

}

6. 格式化输入:

虽然  cin  本身不支持格式化输入,但你可以通过一些技巧来实现类似功能,例如使用  stringstream 。

std::string input;

std::cin >> input;

std::stringstream ss(input);

int a, b;

ss >> a >> b;

 cin  是C++中非常常用的输入工具,能够处理各种类型的输入需求。

三.cout介绍及使用

在C++中, cout  是一个非常常用的对象,它代表标准输出流。它通常用于向控制台输出信息。 cout  是  ostream  类型的一个实例,提供了多种输出操作符和函数,使得向用户显示信息变得非常方便。

以下是一些关于  cout  的基本用法:

1. 基本输出:

使用  <<  操作符可以向  cout  输出基本数据类型,如整数、浮点数、字符等。

int num = 10;
double pi = 3.14159;
char ch = 'A';

std::cout << "Number: " << num << ", Pi: " << pi << ", Character: " << ch << std::endl;

2. 字符串输出:

可以直接输出  std::string  类型的字符串。

std::string message = "Hello, World!";

std::cout << message << std::endl;

3. 输出格式:

 cout  支持一些基本的格式化选项,如设置宽度、填充字符、对齐方式等。

std::cout << std::setw(10) << std::left << "Name: " << "John Doe" << std::endl;

std::cout << std::fixed << std::setprecision(2) << "Pi: " << pi << std::endl;

4. 输出换行:

默认情况下,使用  << std::endl  会在输出后添加一个换行符并刷新输出缓冲区。也可以使用其他方式实现换行,如直接输出  \n 。

std::cout << "First line\nSecond line";

5. 输出流状态:

可以通过  std::cout.good() 、 std::cout.fail()  等函数检查输出流的状态。

if (std::cout.fail()) {

    std::cerr << "Output error occurred!" << std::endl;

}

6. 输出缓冲:

 cout  通常会缓冲输出,直到缓冲区满了或者显式地调用  flush  函数。可以在输出后调用  std::cout.flush()  来立即刷新缓冲区。

std::cout << "Data will be flushed immediately" << std::flush;

7. 输出结束符:

除了  std::endl ,还可以使用其他结束符,如  std::flush (刷新缓冲区但不换行)或  \n (仅换行)。

std::cout << "This line will not flush the buffer" << std::flush;

std::cout << "This line will end with a newline" << '\n';

 cout  是C++中非常基本且强大的输出工具,能够处理各种类型的输出需求。

四.cerr介绍及使用

在C++中, cerr  是标准库中的一个输出流对象,与  cout  相似,但有一些关键区别:

1. 输出目标: 

cerr  通常用于输出错误信息或调试信息,而  cout  用于输出普通的程序输出。

2. 缓冲:

 cerr  通常不缓冲输出,这意味着输出会立即被发送到标准错误输出(通常是控制台)。相比之下, cout  可能会缓冲输出,直到缓冲区满了或者显式地调用  flush  函数。

3. 格式化: 

cerr  通常不使用格式化输出,而是直接输出字符串或数据。

以下是一些使用  cerr  的示例:

#include <iostream>

int main() {
    std::cerr << "This is an error message." << std::endl;
    return 0;
}

在这个例子中,错误消息会立即显示在控制台上,而不会等待其他输出。

你还可以像使用  cout  一样使用  cerr  来输出各种类型的数据:

#include <iostream>

int main() {
    int a = 10;
    double b = 3.14;
    std::cerr << "Error: a = " << a << ", b = " << b << std::endl;
    return 0;
}

这段代码会输出错误消息,显示变量  a  和  b  的值。

五.clog介绍及使用

在C++中, clog  是标准库中的一个输出流对象,与  cerr  和  cout  类似,但它主要用于输出日志信息。以下是  clog  的一些特点:

1. 输出目标: 

clog  通常用于输出程序的日志信息,而  cout  用于输出普通的程序输出, cerr  用于输出错误信息。

2. 缓冲:

clog  通常使用缓冲输出,这意味着输出会存储在缓冲区中,直到缓冲区满了或者显式地调用  flush  函数。这与  cout  类似,但与  cerr  不同,后者通常不缓冲输出。

3. 格式化:

clog  可以用于格式化输出,类似于  cout 。

以下是一些使用  clog  的示例:

#include <iostream>

int main() {
    std::clog << "This is a log message." << std::endl;
    return 0;
}

在这个例子中,日志信息会输出到标准错误输出(通常是控制台),但输出可能会被缓冲。

你也可以像使用  cout  一样使用  clog  来输出各种类型的数据:

#include <iostream>

int main() {
    int a = 10;
    double b = 3.14;
    std::clog << "Log: a = " << a << ", b = " << b << std::endl;
    return 0;
}

这段代码会输出日志消息,显示变量  a  和  b  的值。

需要注意的是,虽然  clog  通常用于输出日志信息,但并没有严格的规定其用途。在某些情况下,开发者可能会根据个人喜好或项目需求选择使用  clog  来输出其他类型的信息。

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