c++ cout介紹與實現自己的cout


C++編程語言互換流中的標准輸出流,需要iostream支持。讀為 "c out([si:‘aʊt]"。

 

名字

cout

類型

std::ostream

讀為

"c out"

本相

std::cout.operator<<()函數

使用范例 聽語音

#include<iostream>

using namespace std;

int main()

{

    int a;

    cout << "請輸入一個數字,按回車結束" << endl;

    cin >> a;

    cout << a << endl;

    return 0;

}

//用戶輸入的數字由cin保存於變量a中,並通過cout輸出。

#include<iostream>

using namespace std;

int main()

{

    cout << "Hello,World!" << endl;

    return 0;

}//HelloWorld示例

案例分析 聽語音

由於以前學過C,所以這段代碼的其它部分在我看來都還算“正常”,然而cout卻很獨特:既不是函數,似乎也不是C++特別規定出來的像if,for一類有特殊語法的“語句”。由於只是初步介紹,所以那本書只是簡單的說cout是C++中的“標准輸入輸出流”對象……這對於我而言實在是一個很深奧的術語。這還沒完,之后又遇見了cin……因為不知底細,從此使用它們的時候都誠惶誠恐,幾欲逃回C時代那簡明的printf(),畢竟好歹我可以說:我在調用的是一個函數。那有着一長串<<、>>的玩意,究竟算怎么回事呢?我一直想把它們當作關鍵字,可偏偏不是,而且居然是用C++語言“做”出來的,呵!但printf()用多了就開始有人好心地批判我的程序“C語言痕跡過重”……

后來隨着學習的深入,總算大概明白了cout/cin/cerr/...的鬼把戲:那些東東不過是變着法兒“哄人”,其實說到底還是函數調用,不過這函數有些特殊,用的是運算符重載,確切地說(以下還是以cout為例)是重載了“<<”運算符。我們就讓它現出函數的本來面目,請看HelloWorld!的等效版本:

#include<iostream>

using namespace std;

int main()

{

    cout.operator << ("Hello,World!");

    cout.operator << (endl);

    return 0;

}

編譯運行,結果與經典版無二。上面程序應該更容易理解了:cout是一個ostream類的對象,它有一個成員運算符函數operator<<,每次調用的時候就會向輸出設備(一般就是屏幕啦)輸出東東。嗯,這里有一個問題:為什么函數operator<<能夠接受不同類型的數據,如整型、浮點型、字符串甚至指針,等等呢?

我想你已經猜到了,沒錯,就是用運算符重載。運算符函數與一般函數基本無異,可以任意重載。標准庫的設計者們早已經為我們定制了iostream::operator<<對於各種C++基本數據類型的重載版本,這才使得我們這些初學者們一上來就享受到cout<<"Hello,World!"<<endl;

cout.operator<<("Hello,World!").operator<<(endl);

才算“強等效”。究竟可不可以這樣寫?向編譯器確認一下……OK,NoProblem!

還有為什么可以連續寫多個呢?請見如下的定義:

ostream& std::cout.operator<<();

注意前面的ostream&表示返回對象的引用,也就是可以繼續cout了

對於cin,則是istream流類的對象,其重載了>>運算符,用法與cout大致相同

技巧應用 聽語音

嗯,我們已經基本上看出了cout的實質,不妨動動手,自己來實現一個cout的簡化版(Lite),為了區分,我們把我們設計的cout對象命名的myout,myout對象所屬的類為MyOutstream。我們要做的就是為MyOutstream類重載一系列不同類型的operator<<運算符函數,簡單起見,這里我們僅實現了對整型(int)與字符串型(char*)的重載。為了表示與iostream斷絕關系,我們不再用頭文件iostream,而使用古老的stdio中的printf函數進行輸出,程序很簡單,包括完整的main函數,均列如下:

#include//在C和一些古老的C++中是stdio.h,新標准為了使標准庫

//的頭文件與用戶頭文件區別開,均推薦使用不用擴展名

//的版本,對於原有C庫,不用擴展名時頭文件名前面要加c

class MyOutstream

{

    public:

    const MyOutstream& operator << (intvalue)const;//對整型變量的重載

    const MyOutstream& operator << (char*str)const;//對字符串型的重載

};

const MyOutstream& MyOutstream::operator<<(intvalue)const

{

    printf("%d",value);

    return* this;//注意這個返回……

}

    const MyOutstream& MyOutstream::operator << (char* str)const

{

    printf("%s",str);

    return* this;//同樣,這里也留意一下……

}

MyOutstream myout;//隨時隨地為我們服務的全局對象myout

int main()

{

    int a=2003;

    char* myStr="Hello,World!";

    myout << myStr << "\n";

    return 0;

}

我們定義的myout已經初具形態,可以為我們工作了。程序中的注釋指出兩處要我們特別注意的:即是operator<<函數執行完畢之后,總是返回一個它本身的引用,輸出已經完成,為何還要多此一舉?

還記得那個有點奇異的cout.operator<<("Hello,World!").operator<<(endl)么?它能實現意味着我們可以連着書寫

cout<<"Hello,World!"<<endl;

而不是

cout<<"Hello,World!";

cout<<endl;

為何它可以這樣連起來寫?我們分析一下:按執行順序,系統首先調用cout.operator<<("Hello,World!"),然后呢?然后cout.operator<<會返回它本身,就是說在函數的最后一行會出現類似於return *this這樣的語句,因此cout.operator<<("Hello,World!")的調用結果就返回了cout,接着它后面又緊跟着.operator<<(endl),這相當於cout.operator<<(endl)——於是又會進行下一個輸出,如果往下還有很多<<算符,調用就會一直進行……哇噢,是不是很聰明?現在你明白我們的MyOutstream::operator<<最后一行的奧妙了吧!

再注意一下main函數中最激動人心的那一行:

myout<<"\n"

我們知道,最后出現的"\n"可以實現一個換行,不過我們在用C++時教程中總是有意無意地讓我們使用endl,兩者看上去似乎一樣——究竟其中有什么玄妙?查書,書上說endl是一個操縱符(manipulator),它不但實現了換行操作,而且還對輸出緩沖區進行刷新。什么意思呢?原來在執行輸出操作之后,數據並非立刻傳到輸出設備,而是先進入一個緩沖區,當適宜的時機(如設備空閑)后再由緩沖區傳入,也可以通過操縱符flush,ends,或unitbuf進行強制刷新:

cout<<"Hello,World!"<<"Flush the screen now!!!"<<flush;

這樣當程序執行到operator<<(flush)之前,有可能前面的字符串數據還在緩沖區中而不是顯示在屏幕上,但執行operator<<(flush)之后,程序會強制把緩沖區的數據全部搬運到輸出設備並將其清空。而操縱符endl相當於<<"\n"<<flush;

不過可能在屏幕上顯示是手動刷新與否區別看來都不大。但對於文件等輸出對象就不大一樣了:過於頻繁的刷新意味着老是寫盤,會影響速度。因此通常是寫入一定的字節數后再刷新,如何操作?靠的就是這些操縱符。

cout控制符 聽語音

要使用下面的控制符,你需要在相應的源文件中包含頭文件“iomanip”。也就是添加如下代碼:

  #include <iomanip>

控制符---描 述

  dec --- 置基數為10,后由十進制輸出(系統默認形式)

  hex --- 置基數為16,后由十六進制輸出

  oct --- 置基數為8,后由八進制輸出

  setfill(c) --- 設填充字符為c

  setprecision(n) --- 設置實數的精度為n位

  setw(n) --- 設域寬為n個字符

  setiosflags(ios::fixed) --- 固定的浮點顯示

  setiosflags(ios::scientific) --- 指數表示

  setiosflags(ios::left) --- 左對齊 

  setiosflags(ios::right) --- 右對齊 

  setiosflags(ios::skipws) --- 忽略前導空白

  setiosflags(ios::uppercase) --- 16進制數大寫輸出

  setiosflags(ios::lowercase) ---16進制數小寫輸出

其中:setw設置域寬,使用一次就得設置一次,其他的函數,設置一次永久有效。

cout的相關信息 聽語音

1 cout的類型是 ostream

2 ostream使用了單例模式,

保護的構造函數,不能在類外創建另一個對象(用 ostream os 測試)

拷貝構造私有,不能通過已有對象,構造新對象(用 ostream os(cout) 測試)

拷貝賦值私有,(用 cout=cout 測試)

3 cout在命名空間std中,使用前需要using namespace std,或者std::cout

4 可以使用引用,或指針指向這個對象,意思想說,想用ostream 做一個函數的形式參數,就必須使用引用或指針。因為實參肯定是cout,且只能有這一個對象。

5 cout<<對象; 對象的類型用OO表示,如想用cout打印一個對象,即cout<<對象,可使用如下程序

friend ostream& operator<< (ostream& os,

  const OO& c) {//為什么必須使用友元

  return os << c.成員1 <<" : "<<c.成員2;

  }

運算符重載 聽語音

用法:把成員函數/友元函數的名字改為 operator運算符 就行了

調用的時候這么調用

例如:

class Obj

{

public:

void operator--(int s)

{

cout <<s;

}

}

int main(void)

{

  Obj o;

o--4;

//此時打印出一個4來

return 0;

}

其他信息 聽語音

C++的iostream家族

好了,說了這么多,C++的iostream家族與C的printf/scanf家庭相比究竟有何優勢?首先是類型處理更安全、智能,想想printf中對付int、float等的"%d"、"%f"等說明符真是多余且麻煩,萬一用錯了搞不好還會死掉;其次是擴展性更強:我要是新定義一個復數類Complex,printf對其是無能為力,最多只能分別輸出實、虛部,而iostream使用的<<、>>操作符都是可重載的,你只要重載相關的運算符就可以了;而且流風格的寫法也比較自然簡潔,不是么?    

 

 

來自http://wapbaike.baidu.com/item/cout?fr=aladdin&ref=wise&ssid=0&from=1086k&uid=0&pu=usm%402%2Csz%401320_1002%2Cta%40iphone_2_5.1_2_6.8&bd_page_type=1&baiduid=CD36111FEA588A3E401AA4880A8FDE82&tj=Xv_1_0_10_title


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