使用C++ iostream進行輸入輸出流操作

一、istream和ostream基本介紹

在C++中，iostream庫提供了兩個基本的流類：istream和ostream。這兩個類分別代表了輸入和輸出流。istream類提供了從輸入設備（如鍵盤）讀取內容的功能，而ostream類則提供向輸出設備（如控制台）寫入內容的功能。其實，iostream庫中的其他流類都是通過這兩個基本的流類派生出來的。

對於輸入流和輸出流，我們可以用cin和cout這兩個標準流來進行操作。例如：

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    int num;
    cout << "請輸入一個整數：" << endl;
    cin >> num;
    cout << "你輸入的是：" << num << endl;
    return 0;
}

上面的代碼使用了cin和cout來分別進行輸入和輸出操作。其中，endl代表換行符，<<則為”流插入運算符”，用於將右側的內容插入到左側的流之中；>>則為”流提取運算符”，用於從右側的流中提取內容到左側的變數中。這兩個運算符的詳細信息可以在iostream庫中找到。

二、輸入流的相關操作

C++中，輸入流有很多種讀取方式，下面介紹其中的幾種：字元輸入、字元串輸入、按格式輸入等。

1. 字元輸入

get()函數可以從一個流中讀取一個字元。get()函數有兩種調用方式：

int get();
istream& get(char& ch);

第一種調用方式返回讀取的字元，而第二種調用方式則是將讀取到的字元存儲在一個char類型的變數中，並通過返回一個istream的引用來讓調用代碼可以繼續使用cin等流類。以下是示例代碼：

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    char ch;
    cin.get(ch);  // 讀取一個字元
    cout << "讀取到的字元是 " << ch << endl;
    return 0;
}

2. 字元串輸入

getline()函數可以從一個流中讀取一行字元串。getline()函數有兩種調用方式：

istream& getline (istream& is, string& str, char delim);
istream& getline (istream& is, string& str);

第一種調用方式需要指定一個字元串結束的分隔符，而第二種調用方式則默認使用換行符作為字元串的結束標誌。以下是示例代碼：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main() {
    string str;
    getline(cin, str);  // 讀取一行字元串
    cout << "讀取到的字元串是 " << str << endl;
    return 0;
}

3. 按格式輸入

可以使用cin的格式化輸入函數來實現按照指定格式讀取輸入數據，例如scanf()一樣的佔位符%d、%f等，或者使用std::ios::setw(n)來設置讀取的寬度。以下是示例代碼：

#include <iomanip>   // 需要包含這個頭文件
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    int a, b;
    cout << "請輸入兩個整數：";
    cin >> setw(5) >> a;  // 最多讀取5個字元
    cin.ignore();   // 忽略掉一個字元
    cin >> b;
    cout << "讀取到的數據是：" << a << ", " << b << endl;
    return 0;
}

三、輸出流的相關操作

C++中，輸出流也有很多種寫入方式，下面介紹其中的幾種：字元輸出、字元串輸出、按格式輸出等。

1. 字元輸出

put()函數可以將一個字元寫入到某個流中。以下是示例代碼：

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    char ch = 'a';
    cout.put(ch);  // 輸出一個字元
    return 0;
}

2. 字元串輸出

可以使用cout來輸出一個字元串或者字元數組，也可以使用write()函數輸出一段二進位數據。以下是示例代碼：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main() {
    string str = "Hello World!";
    cout << str << endl;  // 輸出一個字元串
    char buffer[] = { 'h', 'e', 'l', 'l', 'o' };
    cout.write(buffer, sizeof(buffer));  // 輸出一段二進位數據
    return 0;
}

3. 按格式輸出

可以使用cout的格式化輸出函數來實現按照指定格式輸出數據，例如printf的佔位符%d、%f等，或者使用std::ios::setw(n)來設置輸出的寬度。以下是示例代碼：

#include <iomanip>   // 需要包含這個頭文件
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    int a = 123, b = 456;
    cout << setw(5) << a << ", " << setw(5) << b << endl;
    return 0;
}

四、總結

通過本文的介紹，我們了解了C++ iostream庫的兩個基本流類：istream和ostream，以及它們的常見輸入輸出操作。還涉及了如字元輸入、字元串輸入、按格式輸入、字元輸出、字元串輸出、按格式輸出等內容。希望讀者在使用C++ iostream進行輸入輸出操作時，能夠更加得心應手！