C++ 的 cout 格式化输出

在某些实际场景中，我们经常需要按照一定的格式输出数据，比如输出浮点数时保留 2 位小数，再比如以十六进制的形式输出整数，等等。

对于学过 C 语言的读者应该知道，当使用 printf() 函数输出数据时，可以通过设定一些合理的格式控制符，来达到以指定格式输出数据的目的。例如 %.2f 表示输出浮点数时保留 2 位小数，%#X 表示以十六进制、带 0X 前缀的方式输出整数。

关于 printf() 函数支持的格式控制符，更详细的讲解，可阅读《C 语言数据输出大汇总》一节，这里不做详细赘述。

C++ 通常使用 cout 输出数据，和 printf() 函数相比，cout 实现格式化输出数据的方式更加多样化。一方面，cout 作为 ostream 类的对象，该类中提供有一些成员方法，可实现对输出数据的格式化；另一方面，为了方面用户格式化输出数据，C++ 标准库专门提供了一个 <iomanip> 头文件，该头文件中包含有大量的格式控制符（严格意义上称为“流操纵算子”），使用更加方便。

C++ cout 成员方法格式化输出

《C++输入流和输出流》一节中，已经针对 cout 讲解了一些常用成员方法的用法。除此之外，ostream 类中还包含一些可实现格式化输出的成员方法，这些成员方法都是从 ios 基类（以及 ios_base  类）中继承来的，cout（以及 cerr、clog）也能调用。

表 1 罗列了 ostream 类中可实现格式化输出的常用成员方法，以及它们各自的用法。

其中，对于表 1 中 flags() 函数的 fmtfl 参数、setf() 函数中的 fmtfl 参数和 mask 参数以及 unsetf() 函数 mask 参数，可以选择表 2 中列出的这些值。

举个例子：

    #include <iostream>    using namespace std;    int main()    {        double a = 1.23;        //设定后续输出的浮点数的精度为 4        cout.precision(4);        cout <<"precision: "<< a << endl;        //设定后续以科学计数法的方式输出浮点数        cout.setf(ios::scientific);        cout <<"scientific："<< a << endl;        return 0;    }

程序执行结果为：

precision: 1.23

scientific：1.2300e+00

注意，当 cout 采用此方式进行格式化输出时，其后不能立即输出数据，而只能像示例程序中那样，再用一个 cout 输出数据。

值得一提的是，当调用 unsetf() 或者 2 个参数的 setf() 函数时，为了提高编写代码的效率，可以给 mask 参数传递如下 3 个组合格式：

• ios::adjustfield：等价于 ios::left | ios::right | ios::internal；

• ios::basefield：等价于 ios::dec | ios::oct | ios::hex；

• ios::floatfield：等价于 ios::scientific | ios::fixed。

举个例子：

    #include <iostream>    using namespace std;    int main()    {        double f = 123;        //设定后续以科学计数法表示浮点数        cout.setf(ios::scientific);        cout << f << '\n';        //删除之前有关浮点表示的设定        cout.unsetf(ios::floatfield);        cout << f;        return 0;    }

程序执行结果为：

1.230000e+02

123

使用流操纵算子格式化输出

表 3 罗列了 <iomanip> 头文件中定义的一些常用的格式控制符，它们都可用于格式化输出。

注意：“流操纵算子”一栏带有星号 * 的格式控制符，默认情况下就会使用。例如在默认情况下，整数是用十进制形式输出的，等效于使用了 dec 格式控制符。

和 cout 成员方法的用法不同，下面程序演示了表 3 中这些格式控制符的用法：

    #include <iostream>    #include <iomanip>    using namespace std;    int main()    {        //以十六进制输出整数        cout << hex << 16 << endl;        //删除之前设定的进制格式，以默认的 10 进制输出整数        cout << resetiosflags(ios::basefield)<< 16 << endl;        double a = 123;        //以科学计数法的方式输出浮点数        cout << scientific << a << endl;        //删除之前设定的科学计数法的方法        cout << resetiosflags(ios::scientific) << a << endl;        return 0;    }

程序执行结果为：

10161.230000e+02123

注意，如果两个相互矛盾的标志同时被设置，如先设置 setiosflags(ios::fixed)，然后又设置 setiosflags(ios::scientific)，那么结果可能就是两个标志都不起作用。因此，在设置了某标志，又要设置其他与之矛盾的标志时，就应该用 resetiosflags 清除原先的标志。