C++ 基本的輸入輸出

C++ 標准庫提供了一組豐富的輸入/輸出功能，我們將在後續的章節進行介紹。本章將討論 C++ 編程中最基本和最常見的 I/O 操作。

C++ 的 I/O 發生在流中，流是字節序列。如果字節流是從設備（如鍵盤、磁盤驅動器、網絡連接等）流向內存，這叫做輸入操作。如果字節流是從內存流向設備（如顯示屏、打印機、磁盤驅動器、網絡連接等），這叫做輸出操作。

I/O 庫頭文件

下列的頭文件在 C++ 編程中很重要。

頭文件函數和描述 <iostream>該文件定義了 cin、cout、cerr 和 clog 對象，分別對應於標准輸入流、標准輸出流、非緩沖標准錯誤流和緩沖標准錯誤流。 <iomanip>該文件通過所謂的參數化的流操縱器（比如 setw 和 setprecision），來聲明對執行標准化 I/O 有用的服務。 <fstream>該文件為用戶控制的文件處理聲明服務。我們將在文件和流的相關章節討論它的細節。

標准輸出流（cout）

預定義的對象 cout 是 ostream 類的一個實例。cout 對象"連接"到標准輸出設備，通常是顯示屏。cout 是與流插入運算符 << 結合使用的，如下所示：

#include <iostream>
 
using namespace std;
 
int main( )
{
   char str[] = "Hello C++";
 
   cout << "Value of str is : " << str << endl;
}

當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

Value of str is : Hello C++

C++ 編譯器根據要輸出變量的數據類型，選擇合適的流插入運算符來顯示值。<< 運算符被重載來輸出內置類型（整型、浮點型、double 型、字符串和指針）的數據項。

流插入運算符 << 在一個語句中可以多次使用，如上面實例中所示，endl 用於在行末添加一個換行符。

標准輸入流（cin）

預定義的對象 cin 是 istream 類的一個實例。cin 對象附屬到標准輸入設備，通常是鍵盤。cin 是與流提取運算符 >> 結合使用的，如下所示：

#include <iostream>
 
using namespace std;
 
int main( )
{
   char name[50];
 
   cout << "請輸入您的名稱： ";
   cin >> name;
   cout << "您的名稱是： " << name << endl;
 
}

當上面的代碼被編譯和執行時，它會提示用戶輸入名稱。當用戶輸入一個值，並按回車鍵，就會看到下列結果：

請輸入您的名稱： cplusplus
您的名稱是： cplusplus

C++ 編譯器根據要輸入值的數據類型，選擇合適的流提取運算符來提取值，並把它存儲在給定的變量中。

流提取運算符 >> 在一個語句中可以多次使用，如果要求輸入多個數據，可以使用如下語句：

cin >> name >> age;

這相當於下面兩個語句：

cin >> name;
cin >> age;

標准錯誤流（cerr）

預定義的對象 cerr 是 ostream 類的一個實例。cerr 對象附屬到標准錯誤設備，通常也是顯示屏，但是 cerr 對象是非緩沖的，且每個流插入到 cerr 都會立即輸出。

cerr 也是與流插入運算符 << 結合使用的，如下所示：

#include <iostream>
 
using namespace std;
 
int main( )
{
   char str[] = "Unable to read....";
 
   cerr << "Error message : " << str << endl;
}

當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

Error message : Unable to read....

標准日志流（clog）

預定義的對象 clog 是 ostream 類的一個實例。clog 對象附屬到標准錯誤設備，通常也是顯示屏，但是 clog 對象是緩沖的。這意味著每個流插入到 clog 都會先存儲在緩沖在，直到緩沖填滿或者緩沖區刷新時才會輸出。

clog 也是與流插入運算符 << 結合使用的，如下所示：

#include <iostream>
 
using namespace std;
 
int main( )
{
   char str[] = "Unable to read....";
 
   clog << "Error message : " << str << endl;
}

當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

Error message : Unable to read....

通過這些小實例，我們無法區分 cout、cerr 和 clog 的差異，但在編寫和執行大型程序時，它們之間的差異就變得非常明顯。所以良好的編程實踐告訴我們，使用 cerr 流來顯示錯誤消息，而其他的日志消息則使用 clog 流來輸出。