Ввод-вывод данных в С/С++

1. Форматный ввод-вывод данных в С

2. Ввод-вывод данных в С++

Лабораторная работа 1. Программирование ввода-вывода с использованием функций PRINTF(), SCANF()

1. Функции семейства ...printf-это универсальные функции вывода в С

Способ преобразования, форматирования и печати каждого их аргумента полностью управляется форматной строкой.

Форматная строка-это символьная строка, содержащая два типа объектов:

• обычные символы, которые просто копируются в выходной поток;
• спецификации формата ( начинаются с символа %).

Каждая спецификация задается в форме

[флаги][ширина][.точность][F|N|h|l]вид_преобразования

Символы, определяющие вид преобразования ...printf

Спецификатор ширины указывает минимальную ширину поля вывода

Спецификатор точности определяет количество печатаемых символов

Значение         Воздействие на формат вывода

1. не указано - устанавливается значение точности по умолчанию :

• 1-для d, i, o, u, x, X,
• 6-для e, E, f
• все значащие цифры - для g, G,
• все символы до первого '\0' - для s

2. .0 - для e, E, f-подавляется печать десятичной точки
3. .n          

• для d, i, o, u, x, X-печатается по крайней мере n символов; если фактическое значение содержит менее n символов, то оно слева дополняется до n символов нулями; если в фактическом значении более n символов, то они печатаются полностью без какого-либо отсечения
• для e, E, f-печатается n цифр после десятичной точки; перед отбрасыванием лишних разрядов производится округление
• для g, G-печатается не более n значащих цифр
• для s-печатается не более n символов

Флаги для ...printf

-             выравнивание результата по левому краю поля и заполнение справа оставшейся части поля пробелами; -если не указан, то выравнивание по правому краю поля и заполнение слева оставшейся части поля пробелами или нулями

+            результат преобразований d, i, e, g, E, Gвсегда печатается с его знаком: плюс ( +) или минус ( -)

пробел             для положительных чисел вместо знака выводится символ пробела

#            предписывает вывод результата преобразования в "альтернативной" форме:

• для c, s, d, i, u-не оказывает действия
• для o-вывод 0перед ненулевым результатом
• для x, X-вывод соответственно 0xили 0Xперед результатом
• для e, E, f-всегда выводить десятичную точку
• для g, G-как и для e и E и без подавления незначащих нулей

Замечание. Флаги могут указываться в любых комбинациях и в любом порядке. Флаг ( +) имеет больший приоритет, чем флаг "пробел", если они присутствуют одновременно.

Функции семейства ...scanf-универсальные функции ввода в языке Си.

Единицей вводимой и обрабатываемой ими информации является входное поле.

Порядок следования полей, их содержимое и способ обработки полностью определяются форматной строкой.

Форматная строка -это символьная строка, содержащая три типа объектов:

1. "прозрачные" символы (пробел, символы табуляции и новой строки);
2. "непрозрачные" символы (любые символы ASCII за исключением "прозрачных" и символа процента %);
3. спецификации формата (начинаются с символа %).

"Прозрачные" символы являются разделителями полей в потоке данных. Встречая "прозрачный" символ в форматной строке, функция ...scanf будет читать и отбрасывать все подряд идущие "прозрачные" символы во входном потоке вплоть до первого "непрозрачного".

Встречая "непрозрачный" символ в форматной строке, функция ...scanf должна прочитать и отбросить такой же символ во входном потоке, а при обнаружении их несовпадения -прекратить свою работу.

Спецификации формата имеют следующую форму :

%[*][ширина][F|N][h|l|L]вид_преобразования

*                        признак подавления присваивания (пропуск поля );

ширина          максимальная ширина поля, но его сканирование может закончиться и раньше, если встретится "прозрачный" или не преобразуемый по данному формату символ.

F|N                    аргумент-адрес есть соответственно far-указатель (F) или near-указатель (N), применяются для "перекрытия" значения, принятого по умолчанию;

h|l                     аргумент-адрес есть указатель на short(h) или long(l) соответственно, используются для "перекрытия" умолчания;

L                       аргумент-адрес есть указатель на long double.

Символы, определяющие вид преобразования для ...scanf

Для ввода строки можно задавать в квадратных скобках поисковый образ, например, %[0-9A-F+-]s.

В этом случае функция ...scanf для текущего аргумента будет вводить поле, содержащее только перечисленные символы. Здесь квадратные скобки обязательны.

Наоборот, спецификация %[^abcd]s предписывает вводить любые символы, кроме перечисленных.

Функции ...scanf прекращают свое выполнение в следующих ситуациях:

1. Очередной символ во входном поле не совпадает с очередным "непрозрачным” символом в форматной строке.

2. Прочитан признак конца файла EOF.

3. Исчерпана форматная строка.

Все функции ...scanf возвращают количество присвоенных значений ( без учета пропускаемых полей ) или EOF при чтении конца файла (конца строки для sscanf).

Замечание. Если в обращении к функции ...scanf количество аргументов-адресов больше, чем число спецификаций преобразования, заданных в форматной строке, то лишние аргументы игнорируются.

Но если их меньше, чем спецификаций - это ошибка с непредсказуемыми последствиями.

Пример. Ввод даты в форме 23-feb-89 с выделением ее составных частей - числа, месяца и года.

Предшествующие "прозрачные" символы и внутренние символы тире отбрасываются.

scanf(" %d-%s-%d",&day,&month,&year);

2. Ввод-вывод данных в С++

Ввод и вывод в С++ организован с помощью так называемых поточных классов, содержащих данные и методы работы с файлами по вводу/выводу.

Поточные классы происходят от общего предка — класса ios и потому наследуют его функциональность. Чтобы начать писать программу с использованием ввода/вывода на языке С++, следует обязательно выполнить в программе:

#include <iostream>

Класс iostream является потомком классов istream и ostream. Эти же классы являются родителями классов ifstream и оfstream.

Классы istream, ostream, лежащие в основе поточных классов, содержат стандартные объекты-экземпляры классов с именами cout (экземпляр класса для стандартного ввода), cin (экземпляр класса для стандартного вывода) и сerr (экземпляр класса для стандартного вывода сообщений об ошибках).

При запуске любой программы на языке С++ эти стандартные потоки определены (открыты) и по умолчанию назначены на стандартное вводное устройство — клавиатуру (cin), на стандартное выводное устройство — экран (cout и cerr). Причем все эти устройства синхронно связаны с соответствующими указателями stdin, stdout, stderr. Так что работа со стандартным вводом/выводом сводится к тому, что вместо задаваемых пользователем имен экземпляров соответствующих классов задаются имена стандартных экземпляров классов: cin, cout. Открывать ничего не нужно, надо только использовать операции <<, >> и операции форматирования. Если мы пишем имена переменных, из которых выводятся или в которые вводятся данные, то по умолчанию для ввода/вывода используются определенные форматы.

Например, запишем:   cout << i;

В этом случае значение i выведется на экран в формате, определенном по умолчанию для типа i и в минимальном поле.

Запишем: cin >> i >> j >> s;

где i, j, s описаны соответственно как int, float, char. В записи мы не видим форматов, но при вводе значений этих переменных с клавиатуры (после ввода каждого значения надо нажимать клавишу <Enter>) их форматы будут учтены.

Стандартный вывод cout

Объект cout направляет данные в буфер-поток, связанный с объектом stdout, объявленным в файле stdio.h. По умолчанию стандартные потоки С и С++ синхронизированы.

При выводе данные могут быть отформатированы с помощью функций-членов класса или манипуляторов. Перечень их приведен в табл. 1.

Манипуляторы, начинающиеся с приставки "no" (noshowpos и т. п.) имеют обратное действие по отношению к манипуляторам с такими же именами, но без "no". В графе "Описание" у таких манипуляторов поставлены прочерки.

Таблица 1. Манипуляторы и функции стандартного ввода/вывода в С++

Значения по умолчанию:

• precision() — 6;
• width() — 0;
• fill() — пробел.

Пример 2.

Пример программы с применением объекта cout.

#include <vcl.h>

#include <iostream>

#include <iomanip>                                    // включение манипуляторов

#include <conio.h>

void main()

{

using namespace std;

int i;

float f;

cout << "Enter i and f >" << endl;

// чтение целого числа и числа с плавающей точкой с устройства stdin

cin >> i >> f;

// вывод целого и переход на новую строку

cout << i << endl;

// вывод числа с плавающей точкой и переход на новую строку

cout << f << endl;

// вывод в шестнадцатеричной системе

cout << hex << i << endl;

// вывод в восьмеричной и десятичной системах

cout << oct << i << dec << i << endl;

// вывод i с указанием его знака

cout << showpos << i << endl;

// вывод i в шестнадцатеричной системе

cout << setbase(16) << i << endl;

/* вывод i в десятичной системе и дополнение справа символом @ до ширины в 20 символов (заполнение начинается от правой границы к левой). */

cout << setfill('@') << setw(20) << left << dec << i;

cout << endl;

// вывод того же результата в том же формате, но с использованием функций вместо манипуляторов

cout.fill('@');

cout.width(20);

cout.setf(ios::left, ios::adjustfield);

cout.setf(ios::dec, ios::basefield);

cout << i << endl;

// вывод f в научной нотации с точностью — 10 цифр

cout << scientific << setprecision(10) << f << endl;

// изменение точности до 6 цифр

cout.precision(6);

// вывод f и возврат к нотации с фиксированной точкой

cout << f << fixed << endl;

getch();

}

Стандартный ввод cin

Объект (экземпляр класса) cin управляет вводом из буфера ввода, связанного с объектом stdin, объявленным в файле stdio.h.

cin>>переменная;

 По умолчанию стандартные потоки в языках С и С++ синхронизированы. При вводе используется часть тех функций и манипуляторов, которые определены для cout. Это такие манипуляторы, как dec, hex, oct, ws и др.

Пример 3.

Пример программы с использованием объекта cin.

// cin example #1

#include <vcl.h>

#include <fstream>

#include <iostream>

#include <conio.h>

void main()

{

using namespace std;

int i;

float f;

char c;

// ввод целого числа, числа с плавающей точкой и символа с stdin

cout << "Enter i,f,c and then input the string >" << endl;

cin >> i >> f >> c;

// вывод i, f и c на stdout

cout << i << endl << f << endl << c << endl;

// cin example #2

char p[50];

// приказ на удаление из ввода всех пробелов

cin >> ws >> p;

cout << p << endl;

// чтение символов с stdin, пока не будет нажата клавиша <Enter>

// или не будут прочтены 49 символов

cin.seekg(0);

cin.getline(p,50);

// вывод результата на stdout

cout << p << endl;

getch();

}

Ввод/вывод с использованием разных классов

Итак, мы определили, что поточные классы — это поставщики инструментов

для работы с файлами. В поточных классах хранятся:

• структуры, обеспечивающие открытие/закрытие файлов;
• функции (методы) открытия/закрытия файлов;
• другие функции и данные, обеспечивающие, как мы увидим далее, собственно ввод/вывод.

Пространства имен

Многие серьезные приложения состоят из нескольких программных файлов (с исходным текстом программ), которые создаются и обслуживаются отдельными группами программистов. И только после этого все файлы собираются в общий проект. Но как быть с тем фактом, что в таких файлах могут быть одинаково объявлены разные переменные? В С++ это неудобство разрешается с помощью так называемых пространств имен, которые вводятся в каждый текстовый программный файл проекта с помощью директивы:

Namespace <имя_пространства_имен (идентификатор)> 

{ в эти скобки заключается весь программный текст }

Когда идет сборка общего проекта, то в итоговом тексте пишут директиву:

using namespace:: <идентификатор_пространства_имен>;

Это обеспечивает в итоговом проекте доступ к переменным файла с данным пространством имен. При использовании поточных классов языка С++ в основной программе требуется писать директиву:

using namespace::std;

В противном случае программа не пройдет компиляцию.

Пример 1.

Использование директив пространства имен.

#include <vcl.h>

#include <iostream>

#include <conio.h>

namespace F

{ float x = 9; }

namespace G

{

using namespace F;                                                                   /* здесь само пространство G использует пространство F, и в нем же объявляется еще одно пространство: INNER_G */

float y = 2.0;

namespace INNER_G

{

float z = 10.01;

}

}                                                                                            // G

int main()

{

using namespace G;                                                             /* эта директива позволяет пользоваться всем, объявленным в пространстве G */

using namespace G::INNER_G;                                            /* эта директива позволяет пользоваться всем, объявленным только в INNER_G */

float x = 19.1;                                                                     /*локальное объявление переопределяет предыдущее */

std::cout << "x = " << x << std::endl;

std::cout << "y = " << y << std::endl;                                  // y берется из пространства F

std::cout << "z = " << z << std::endl;                       /* z берется из пространства  INNER_G */

getch();

return 0;

}

В результате на экране появится:

x = 19.1

y = 2

z = 10.01

std::cout — это стандартный вывод. Здесь показано, что объект cout принадлежит пространству имен std.

• 2015 Февраль
• 2015 Май
• 2015 Июнь
• 2016 Май
• 2017 Май
• 2017 Ноябрь