Основной задачей программирования является обработка информации, поэтому любой язык программирования имеет средства для ввода и вывода информации. В языке Си нет операторов ввода-вывода.
Вывод информации
Функция printf() предназначена для форматированного вывода. Она переводит данные в символьное представление и выводит полученные изображения символов на экран. При этом у программиста имеется возможность форматировать данные, то есть влиять на их представление на экране.
Общая форма записи функции printf() :
СтрокаФорматов состоит из следующих элементов:
Объекты могут отсутствовать.
Управляющие символы не выводятся на экран, а управляют расположением выводимых символов. Отличительной чертой управляющего символа является наличие обратного слэша ‘\’ перед ним.
Основные управляющие символы:
Форматы нужны для того, чтобы указывать вид, в котором информация будет выведена на экран. Отличительной чертой формата является наличие символа процент ‘%’ перед ним:
Результат работы программы
Тот же самый код может быть представлен с использованием одного вызова printf :
Табличный вывод
При указании формата можно явным образом указать общее количество знакомест и количество знакомест, занимаемых дробной частью:
В приведенном примере 10 — общее количество знакомест, отводимое под значение переменной; 5 — количество позиций после разделителя целой и дробной части (после десятичной точки). В указанном примере количество знакомест в выводимом числе меньше 10, поэтому свободные знакоместа слева от числа заполняются пробелами. Такой способ форматирования часто используется для построения таблиц.
Ввод информации
Функция форматированного ввода данных с клавиатуры scanf() выполняет чтение данных, вводимых с клавиатуры, преобразует их во внутренний формат и передает вызывающей функции. При этом программист задает правила интерпретации входных данных с помощью спецификаций форматной строки. Общая форма записи функции scanf( ) :
Строка форматов и список аргументов для функции обязательны.
Результат работы программы:
Функция scanf( ) является функцией незащищенного ввода, т.к. появилась она в ранних версиях языка Си. Поэтому чтобы разрешить работу данной функции в современных компиляторах необходимо в начало программы добавить строчку
Комментариев к записи: 96
#include #include #include #include
int main() < int a[4][5]; int i,j,range,max,maxi,maxj; float kproiz1,kproiz2; int proiz1=1; int proiz2=1;
Сегодня мы рассмотрим две важные функции форматированного ввода и вывода. Устройство и работу этих функций полностью можно понять только после изучения работы с указателями и функций с переменным числом параметров. Но пользоваться этими функциями необходимо уже сейчас, так что некоторые моменты придётся пропустить.
Функция проходит по строке и заменяет первое вхождение % на первый аргумент, второе вхождение % на второй аргумент и т.д. Далее мы будем просто рассматривать список флагов и примеры использования.
Общий синтаксис спецификатора формата %[флаги][ширина][.точность][длина]спецификатор Спецификатор – это самый важный компонент. Он определяет тип переменной и способ её вывода.
Таб. 1 Спецификатор типа.
Спецификатор
Что хотим вывести
Пример
d или i
Целое со знаком в в десятичном виде
392
u
Целое без знака в десятичном виде
7235
o
Беззнаковое в восьмеричном виде
657
x
Беззнаковое целое в шестнадцатеричном виде
7fa
X
Беззнаковое целое в шестнадцатеричном виде, верхний регистр
7FA
f или F
Число с плавающей точкой
3.4563745
e
Экспоненциальная форма для числа с плавающей точкой
3.1234e+3
E
Экспоненциальная форма для числа с плавающей точкой, верхний регистр
3.1234E+3
g
Кратчайшее из представлений форматов f и e
3.12
G
Кратчайшее из представлений форматов F и E
3.12
a
Шестнадцатеричное представление числа с плавающей точкой
-0xc.90fep-2
A
Шестнадцатеричное представление числа с плавающей точкой, верхний регистр
-0xc.90FEP-2
c
Буква
a
s
Строка (нуль-терминированный массив букв)
Hello World
p
Адрес указателя
b8000000
n
Ничего не печатает. Аргументом должен быть указатель на signed int. По этому адресу будет сохранено количество букв, которое было выведено до встречи %n
%
Два идущих друг за другом процента выводят знак процента
%
Суб-спецификатор длины изменяет длину типа. В случае, если длина не совпадает с типом, по возможности происходит преобразование до нужного типа.
Таб. 5 Длина.
спецификаторы
Длина
d, i
u o x X
f F e E g G a A
c
s
p
n
(none)
int
unsigned int
double
int
char*
void*
int*
hh
signed char
unsigned char
signed char*
h
short int
unsigned short int
short int*
l
long int
unsigned long int
wint_t
wchar_t*
long int*
ll
long long int
unsigned long long int
long long int*
j
intmax_t
uintmax_t
intmax_t*
z
size_t
size_t
size_t*
t
ptrdiff_t
ptrdiff_t
ptrdiff_t*
L
long double
Форматированный ввод
Как и в printf, ширина, заданная символом * ожидает аргумента, который будт задавать ширину. Флаг длина совпадает с таким флагом функции printf.
Кроме функций scanf и printf есть ещё ряд функций, которые позволяют получать вводимые данные
Это не полный набор различных функций символьного ввода и вывода. Таких функций море, но очень многие из них небезопасны, поэтому перед использованием внимательно читайте документацию.
Непечатные символы
В си определён ряд символов, которые не выводятся на печать, но позволяют производить форматирование вывода. Эти символы можно задавать в виде численных значений, либо в виде эскейп-последовательностей: символа, экранированного обратным слешем.
В этом уроке мы вернемся к используемым ранее операторам cin и cout для рассмотрения их в организации форматированного ввода-вывода. Для управления вводом-выводом в C++ используются :
Флаги позволяют установить параметры ввода-вывода, которые будут действовать во всех последующих операторах ввода-вывода до тех пор, пока не будут отменены. Манипуляторы вставляются в операторы cin(cout) и устанавливают параметры текущего оператора ввода-вывода.
Использование флагов
Флаги позволяют включить или выключить один из параметров вывода на экран. Для установки флага вывода используется следующая конструкция языка C++:
cout.setf(ios::flag)
Для снятия флага конструкция:
cout.unsetf(ios::flag)
Здесь flag — имя конкретного флага.
Если при выводе необходимо установить несколько флагов, то можно воспользоваться арифметической операцией «или» (|). В этом случае конструкция языка C++ будет такой:
cout.setf(ios::flag1 | ios::flag2 | ios::flag3)
В данном случае flag1, flag2, flag3 — имена устанавливаемых флагов вывода. В таблице ниже приведены некоторые флаги форматного вывода с примерами их использования.
Флаг
Описание
Пример использования
Результат
right
Выравнивание по правой границе
1 true
dec
Вывод величин в десятичной системе счисления (по умолчанию)
r=-25
oct
Вывод величин в восьмеричной системе счисления (для этого нужно снять флаг вывод в десятичной)
p=27
hex
Вывод величин в шестнадцатеричной системе счисления (для этого нужно снять флаг вывод в десятичной)
p=0x17
uppercase
Использовать прописные буквы в шестнадцатеричных цифрах
p=1.466730e+002
fixed
Фиксированная форма вывода вещественных чисел (по умолчанию)
Флаги удобно использовать в тех случаях, когда следует изменить параметры всех последующих операторов ввода-вывода. Использование большего количества флагов для управления одним оператором ввода-вывода не совсем удобно. Еще одним способом форматирования является использование манипуляторов непосредственно в операторах cin и cout.
Использование манипуляторов форматирования
Манипуляторы встраиваются непосредственно в операторы ввода-вывода. С одним из них (endl) вы уже знакомы. В таблице ниже приведены основные манипуляторы форматирования с примерами. Для корректного их использования необходимо подключить библиотеку iomanip с помощью оператора #include
Манипулятор
Описание
Пример использования
Результат
setw(n)
Определяет ширину поля вывода в n символов
r=253
setprecision(n)
Определяет количество цифр (n-1) в дробной части числа
r=171
oct
Вывод величин в восьмеричной системе счисления (для этого нужно снять флаг вывод в десятичной)
r=375
hex
Вывод величин в шестнадцатеричной системе счисления (для этого нужно снять флаг вывод в десятичной)
p=FD
uppercase
Использовать прописные буквы в шестнадцатеричных цифрах
p=FD
nouppercase
Использовать строчные буквы в шестнадцатеричных цифрах
p=1.466730e+002
fixed
Фиксированная форма вывода вещественных чисел (по умолчанию)
Другими способами управления шириной поля вывода с помощью операторов являются:
При использовании операторов cin и cout фактически происходит ввод-вывод в текстовый файл. При вводе текстовым файлом является клавиатура, а при выводе — экран дисплея. Cin и cout фактически являются именами потоков (о них мы поговорим в следующих уроках), которые отвечают за ввод и вывод в текстовый файл. Поэтому многие рассмотренные возможности форматированного ввода-вывода будут использоваться и при обработке текстовых файлов.
Прежде чем мы поговорим о нашей следующей теме, пройдемся по теме экспоненциальной записи.
Экспоненциальная запись (научная нотация) – это удобное сокращение для краткого написания длинных чисел. И хотя сначала экспоненциальная запись может показаться чуждой, ее понимание поможет вам понять, как работают числа с плавающей запятой, и, что более важно, каковы их ограничения.
По соглашению, числа в экспоненциальном представлении записываются с одной цифрой перед десятичной запятой, а остальные цифры – после нее.
Рассмотрим массу Земли. В десятичной системе счисления мы запишем это как 5973600000000000000000000 кг. Это действительно большое число (слишком большое, чтобы поместиться даже в 8-байтовое целочисленное значение). Его также трудно прочитать (это 19 или 20 нулей?). Даже с разделителями ( 5 973 600 000 000 000 000 000 000 ) число всё равно трудно прочитать.
В экспоненциальном представлении оно будет записано как 5,9736 x 10 24 кг, что намного легче прочитать. Экспоненциальная запись имеет дополнительное преимущество, поскольку упрощает сравнение двух действительно больших или действительно маленьких чисел, просто сравнивая показатель степени.
Как преобразовывать числа в экспоненциальное представление
Используйте следующую процедуру:
Вот несколько примеров:
Самое важное, что нужно понять: цифры в мантиссе (часть перед «е») называются значащими цифрами. Количество значащих цифр определяет точность числа. Чем больше цифр в мантиссе, тем точнее число.
Точность и конечные нули после десятичной запятой
Рассмотрим случай, когда мы просим двух лаборантов взвесить одно и то же яблоко. Один возвращается и говорит, что яблоко весит 87 грамм. Другой возвращается и говорит, что яблоко весит 87,00 грамм. Предположим, что взвешивание правильное. В первом случае фактический вес яблока может составлять от 86,50 до 87,49 грамма. Может быть, точность весов была 1 грамм. Или, может быть, наш помощник немного округлил. Во втором случае мы в большей степени уверены в фактическом весе яблока (оно весит от 86,9950 до 87,0049 граммов, где значительно меньше вариативности).
Поэтому в стандартной экспоненциальной записи мы предпочитаем оставлять конечные нули после десятичной запятой, потому что эти цифры несут полезную информацию о точности числа.
Однако в C++ 87 и 87.00 обрабатываются одинаково, и компилятор сохранит одно и то же значение для каждого из них. Нет никаких технических причин, по которым мы должны предпочесть одно другому (хотя могут быть научные причины, если вы используете исходный код в качестве документации).
Теперь, когда мы рассмотрели экспоненциальную запись (научную нотацию), мы готовы рассмотреть числа с плавающей запятой.
Небольшой тест
Вопрос 1
Преобразуйте следующие числа в экспоненциальную запись в стиле C++ (используя e для обозначения экспоненты) и определите, сколько значащих цифр каждое имеет число (оставляйте конечные нули после десятичной запятой):
Поточный ввод-вывод в C++ выполняется с помощью функций сторонних библиотек. В С++, как и в С, нет встроенных в язык средств ввода-вывода.
Библиотека iostream определяет три стандартных потока:
Для их использования в Microsoft Visual Studio необходимо прописать строку:
Для выполнения операций ввода-вывода переопределены две операции поразрядного сдвига:
Возможно многократное назначение потоков: cout
Ввод информации
При этом из входного потока читается последовательность символов до пробела, затем эта последовательность преобразуется к типу идентификатора, и получаемое значение помещается в идентификатор:
Возможно многократное назначение потоков: cin >> переменная1 >> переменная2 >>. >> переменнаяn;
При наборе данных на клавиатуре значения для такого оператора должны быть разделены символами (пробел, \n, \t ).
Особого внимания заслуживает ввод символьных строк. По умолчанию потоковый ввод cin вводит строку до пробела, символа табуляции или перевода строки.
Результат выполнения
Для ввода текста до символа перевода строки используется манипулятор потока getline() :
Результат выполнения
Манипуляторы потока
В С++ имеется ряд манипуляторов. Рассмотрим основные:
Манипулятор
Описание
endl
Помещение в выходной поток символа конца строки ‘\n’
dec
Установка основания 10-ой системы счисления
oct
Установка основания 8-ой системы счисления
hex
Установка основания 16-ой системы счисления
setbase
Вывод базовой системы счисления
width(ширина)
Устанавливает ширину поля вывода
fill(‘символ’)
Заполняет пустые знакоместа значением символа
precision(точность)
Устанавливает количество значащих цифр в числе (или после запятой) в зависимости от использования fixed
fixed
Показывает, что установленная точность относится к количеству знаков после запятой
showpos
Показывает знак + для положительных чисел
scientific
Выводит число в экспоненциальной форме
get()
Ожидает ввода символа
getline(указатель, количество)
Ожидает ввода строки символов. Максимальное количество символов ограничено полем количество
Пример Программа ввода-вывода значения переменной в C++
Та же программа, написанная на языке Си
Пример Использование форматированного вывода
Результат выполнения
Еще один пример использования форматированного вывода: для t∈[0;3] с шагом 0,5 вычислить значение y=cos(t).
