C/C++输入输出
一、getchar 和 putchar
getchar()
和
putchar()
是属于 C 语言的库函数，C++是兼容 C 语言的，所以 C++ 中只要正确包
含头文件也可以正常使用这两个函数。
1.getchar
函数原型如下：
int getchar ( void );
getchar()
函数返回用户从键盘输入的一个字符，使用时不带有任何参数。程序运行到这个命令就会暂停，等待用户从键盘输入，等同于使用 cin
或
scanf() 方
法读取一个字符。它的原型定义在头⽂件 <cstdio>
。
#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
int main()
{
int a = 0;
a = getchar();
cout << a << endl;
cout << (char)a << endl;
return 0;
}在上面的示例代码中，当我们输入45时，输出分别是52和4，接下来分析一下原因。当我们输入45时，执行到getchar语句时会读取一个字符，所以会读取'4'，因为a为整型，所以输出结果就是它的ASCII码52。当我们将它强制类型转换为字符型时，就会输出'4'。
getchar()
不会忽略起首的空白字符，总是返回当前读取的第⼀个字符，无论是否为空格。如果读取失败，返回常量 EOF
，由于
EOF
通常是
-1
，所以返回值的类型要设为
int
，而不是char 。如何让 getchar()
函数读取失败，返回
-1
呢？其实需要在输入字符之前，直接按
Ctrl+z
就可以。
getchar()
通常和
putchar()
是⼀对，配合使用的。
2.putchar()
函数原型如下：
int putchar( int character );
putchar()
函数将它的参数字符输出到屏幕，它的原型定义在头文件
<cstdio>
。
#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
int main()
{
int a = 0;
a = getchar();
putchar(a);
return 0;
}
操作成功时，
putchar()
返回输出的字符，否则返回常量
EOF
。
二、
scanf 和 printf
scanf()
和
printf()
是属于C语言的库函数，C++是兼容 C 语言的，所以 C++ 中只要正确包含头文件也可以正常使用这两个函数。而且这两个函数在算法竞赛题目中使用的非常频繁，尤其是在输出格式控制中，所以接下来我们这里认真学习⼀下。
1.printf
printf()
函数原型如下：
int printf ( const char * format, ... );
printf()
的作用是将参数文本输出到屏幕。它名字里面的 f
代表
format
（格式化），表示可以定制输出文本的格式。
#include <cstdio>
int main()
{
printf("Hello World");
return 0;
}
上面命令会在屏幕上输出一行文字“Hello World”。
printf()
不会在行尾自动添加换行符，运行结束后，光标就停留在输出结束的地方，不会自动换行。为了让光标移到下一行的开头，可以在输出文本的结尾，添加一个换行符 \n
。
#include <cstdio>
int main()
{
printf("Hello World\n");
return 0;
}
如果文本内部有换行，也是通过插入换行符来实现，如下方代码：
#include <cstdio>
int main()
{
printf("Hello\nWorld\n");
printf("Hello\n");
printf("World\n");
return 0;
}
printf()
可以在输出文本中指定占位符。所谓 “占位符”，就是这个位置可以用其他值代入。
#include <cstdio>
// 输出 There are 3 apples
int main()
{
printf("There are %d apples\n", 3);
return 0;
}
上面示例中，
There are %d apples\n
是输出文本，里面的
%d
就是占位符，表示这个位置要用其他值来替换。占位符的第一个字符一律为百分号 %
，第二个字符表示占位符的类型，
%d
表示这里代入的值必须是一个整数。printf() 的第二个参数就是替换占位符的值，上面的例子是整数
3 替
换
%d
。执行后的输出结果就是 There are 3 apples
。
常用的占位符除了
%d
，还有
%s 表示代入的是字符串。输出文本里面还可以使用多个占位符。
#include <cstdio>
int main()
{
printf("%s says it is %d o'clock\n", "lisi", 21);
return 0;
}
上面示例中，输出文本
%s says it is %d o'clock
有两个占位符，第一个是字符串占位符 %s
，第二个是整数占位符
%d
，分别对应
printf()
的第二个参数（
lisi
）和第三个参数 （ 21
）。执行后的输出就是
lisi says it is 21 o'clock
。printf() 参数与占位符是一一对应关系，如果有
n
个占位符，
printf()
的参数就应该有
n + 1 个。如果参数个数少于对应的占位符，
printf()
可能会输出内存中的任意值。
printf()
的占位符有许多种类，与数据类型相对应。下面列出常用的占位符，方便查找。
%d ：十进制整数。
%lld ：十进制 long long int 类型。
%f ：小数（包含float类型和double类型）。
%Lf ：long double 类型浮点数。
%c ：字符。
%s ：字符串。
接下来说printf的格式化输出：
（1）限定宽度
printf()
允许限定占位符的最小宽度。
#include <cstdio>
int main()
{
printf("%5d\n", 123); // 输出为 " 123"
return 0;
}
上面示例中，
%5d
表示这个占位符的宽度至少为5位。如果不满5位，对应的值的前面会添加空格。输出的值默认是右对齐，即输出内容前面会有空格；如果希望改成左对齐，在输出内容后面添加空格，可以在占位符的 %
的后面插入一个
-
号。
#include <cstdio>
int main()
{
printf("%-5d\n", 123); // 输出为 "123 "
return 0;
}
上面示例中，输出内容
123
的后面添加了空格。
对于小数，这个限定符会限制所有数字的最小显示宽度。
#include <cstdio>
// 输出 " 123.450000"
int main()
{
printf("%12f\n", 123.45);
return 0;
}
上面示例中，
%12f
表示输出的浮点数最少要占据12位。由于小数的默认显示精度是小数点后6位，所以 123.45
输出结果的头部会添加2个空格。
（2）限定小数位数
输出小数时，有时希望限定小数的位数。举例来说，希望小数点后面只保留两位，占位符可以写
成
%.2f
。
#include <cstdio>
// 输出 Number is 0.50
int main()
{
printf("Number is %.2f\n", 0.5);
return 0;
}
这种写法可以与限定宽度占位符，结合使用。
#include <cstdio>
// 输出为 " 0.50"
int main()
{
printf("%6.2f\n", 0.5);
return 0;
}
上面示例中，
%6.2f
表示输出字符串最小宽度为6，小数位数为2。所以，输出字符串的头部有两个空格。最小宽度和小数位数这两个限定值，都可以用 *
代替，通过
printf()
的参数传入。
#include <cstdio>
int main()
{
printf("%*.*f\n", 6, 2, 0.5);
return 0;
}
// 等同于printf("%6.2f\n", 0.5);
上面示例中，
%*.*f
的两个星号通过
printf()
的两个参数
6
和
2
传入。
2.
scanf()
scanf()
函数原型如下：
int scanf ( const char * format, ... );
scanf()
函数用于读取用户的键盘输入。程序运行到 scanf()
这个语句时，会停下来，等待用户从键盘输入。 用户输入数据、按下回车键后， scanf()
就会处理用户的输入，将其存入变量。scanf() 的语法跟
printf()
类似。
请看下面的代码：
#include <cstdio>
int main()
{
int i = 0;
scanf("%d", &i);
printf("%d\n", i);
return 0;
}
特别注意，scanf函数的占位符后面一般不会加
\n
，
\n
是换行，一般在输出的时候才使用。
它的第一个参数是一个格式字符串，里面会放置占位符（与
printf()
的占位符基本一致），告诉编
译器如何解读用户的输入，需要提取的数据是什么类型。这是因为 C 语言的数据都是有类型的，
scanf()
必须提前知道用户输入的数据类型，才能处理数据。
它的其余参数就是存放用户输入的变量，格式字符串里面有多少个占位符，就有多少个变量。
上面示例中，
scanf()
的第一个参数
%d
，表示用户输入的应该是一个整数。
%d
就是一个占位
符，
%
是占位符的标志，
d
表示整数。第二个参数
&i
表示将用户从键盘输入的整数存入变量 i 。
scanf函数中存储数据的变量前面必须加上
&
运算符（指针变量除外），因为
scanf()
需要的是地址，必须将变量 i
的地址取出来传给scanf函数。如果这里的变量 i
是数组，那就不用加
&
运算符，因为数组名其实就是首元素的地址。
下面是一次从键盘读取多个变量的例子：
#include <cstdio>
int main()
{
int a, b, c, d;
scanf("%d%d%d%d", &a, &b, &c, &d);
printf("%d %d %d %d\n", a, b, c, d);
return 0;
}
scanf()
处理数值占位符时，会自动过滤空白字符，包括空格、制表符、换行符等。所以用户输入的数据之间，有一个或多个空格不影响 scanf()
解读数据。另外，用户使用回车键，将输入分成几行，也不会影响解读。
scanf()
处理用户输入的原理是:
用户的输入先放入缓存，等到按下回车键后，按照占位符对缓存进行解读。解读用户输入时，会从上一次解读遗留的第一个字符开始，直到读完缓存，或者遇到第一个不符合条件的字符为止。
再来看一下是scanf()的占位符：
scanf()
常用的占位符如下，与
printf()
的占位符基本一致。
%c ：字符。
%d ：整数。
%f ：float类型浮点数。
%lf ：double类型浮点数。
%Lf ：long double类型浮点数。
%s ：字符串。
上面所有占位符之中，除了
%c
以外，都会自动忽略起首的空白字符。
%c
不忽略空白字符，总是返回当前第一个字符，无论该字符是否为空格，因为空格也是一个字符。如果要强制跳过字符前的空白字符，可以写成 scanf(" %c", &ch)
，即
%c
前加上一个空格，表示跳过零个或多个空白字符。
了解这一点后，当
%c
和
%d
等占位符连续使用的时候，也要注意，
%c
默认不会跳过空白字符的，所以在输入的时候，要非常小心，比如：
#include <cstdio>
int main()
{
int a;
char ch;
scanf("%d%c", &a, &ch);
printf("%d %c\n", a, ch);
return 0;
}
如果在输入的时候，就是想在整数和字符之间加上空格，那么scanf中的格式串中%c的前面就要加上空格。
再来看看scanf()的返回值：
scanf()
的返回值是一个整数，表示成功读取的变量个数。
如果没有读取任何项，或者匹配失败，则返回
0
。如果在成功读取任何数据之前，发生了读取错误或者遇到读取到文件结尾，则返回常量 EOF（-1）。
三、
cin 和 cout
前面我们已经提到过在C++中提供了：
cin
和
cout
两个流对象。
cin
是 C++ 中提供的标准输入流对象，一般针对的是键盘，也就是从键盘上输入的字符流，使用cin 来进行数据的提取，
cin 一
般是和
>>
（流提取运算符）配合使用的。
cin
的功能和
scanf 是类似的。
cout
是C++中提供的标准输出流对象，一般针对的控制台的窗口，也就是将数据以字符流的形式输
出到控制台窗口上显示。
cout
⼀般是和
<<
（流插入运算符）配合使用。
cout
的功能和 printf 是类似的。
我们在写程序的时候，经常需要处理数据，不管什么
类型的数据都是以字符流的形
式输入和输出的，也就是不管在键盘上输入什么类型的数据，还是将程序中的各种类型的数据输出显示到控制台屏幕上，都是以字符流的形式处理的。cin 和
cout 的输入输出非常的方便，不需要手动控制格式，能够自动识别变量类型。
当我们在键盘输入数据的时候，输入的数据不能被
cin
解读为对应类型的数据，那么读取也就结束
了。
cin 的好处：当输入若干个变量（也就是数据量很少）的时候，我们就可以通过 >> 把所有的数据用一行代码完成接收，而且无需关心数据的类型，和 scanf 函数比起来代码的书写非常简洁明了。
cout
的好处： cout 也可以用来连续输出多个数值，而且无需考虑数值的类型，因为它本身会做类型处理，和 printf 比
起来比较方便。
1.cin
使用细节：
cin
在读取的时候是根据用户的输入，从前往后，从上往下依次扫描。
cin
在读取的过程中遇到空格，自动会跳过，所以不要担心在想要的字符前输入空白字符。
当一行读取结束的时候，会自动换行，读取下一行的内容。
cin
后面不可以跟换行
endl
2.连续输入输出：
如果我们一次要输入/输出多个数据，那
cin
和
cout
能做到吗？当然是可以的。
使用
cout
进行变量的输出，实质上是将变量插入到
cout
对象里，并以
cout 对象作为返回值返回，因此我们还可以用 <<
在后面连续输出多个内容，通过连续输入输出的方式对代码进行编写。
示例如下：
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a,b,c;
cin >> a >> b >> c;
cout << a << " " << b << " " << c << endl;
return 0;
}接下来我们来看一道oj题
#include <iostream>
using namespace std;
int a, b;
int main()
{
while (cin >> a >> b)
{
cout << a + b << endl;
}
return 0;
}
为什么可以这样写呢？我们来分析一下。cin >> a;
会返回一个流对象的引用，即
cin
本身。在 C++ 中，流对象
cin
可以被用作布尔值来检查流的状态。如果流的状态良好（即没有发生错误），流对象的布尔值为 true 。如果发生错误（如遇到输入结束符或类型不匹配），布尔值为
false
。 在 while (cin >> a >> b)
语句中，循环的条件部分检查
cin
流的状态。如果流成功读取到2个值， cin >> a >> b
返回的流对象
cin
将被转换为
true
，循环将继续。如果读取失败（例如遇到输入结束符或无法读取到2个值）， cin >> a >> b
返回的流对象 cin
将被转换为
false
，循环将停止。
3.
cout 的格式输出
printf
函数在输出数据的时候，可以指定格式来输出，比如指定宽度，比如指定小数点后的位数，对齐方式等等。
cout
结合 <iomanip> (IO manipulators)头文件中的操纵符，也可以灵活控制输出格式，从而满足各种格式化需求。
(1)控制宽度和填充
setw
：设置字段宽度（只对紧接着的输出项有效）。
setfill
：设置填充字符。
#include <iostream>
using namespace std;
#include <iomanip>
int main() {
int a = 123;
cout << "默认宽度: " << a << endl;
cout << "宽度设置为10: " << setw(10) << a << endl;
cout << "宽度为10，不够时填充*: " << setw(10) << setfill('*') << a << endl;
return 0;
}
(2)控制数值格式
fixed
：以固定小数点表示浮点数，设置后就不会以科学计数法展示了。
scientific
：以科学计数法表示浮点数。
setprecision
：设置浮点数的精度，以控制小数点后的数字位数，一般先固定小数点，再设置精度。
#include <iostream>
using namespace std;
#include <iomanip>
int main()
{
double pi = 3.141592653589793;
cout << "默认: " << pi << endl;
cout << "固定⼩时点⽅式: " << fixed << pi << endl;
cout << "科学计数法⽅式: " << scientific << pi << endl;
cout << "固定⼩数点，⼩数点后2位有效数字: " << fixed << setprecision(2) << pi << endl;
return 0;
}
cout
结合其他操作符还能完成一些其他的格式输出，但是毕竟
cout
在完成格式化输出的时候，其
实不如
printf 方
便，所以在竞赛中，涉及格式化输出的时候，我们⼀般会使用
printf
来完成。
3.控制整数格式
dec
：以十进制格式显示整数（默认）。
hex
：以十六进制格式显示整数。
oct
：以八进制格式显示整数。
#include <iostream>
using namespace std;
#include <iomanip>
int main() {
int n = 255;
cout << "⼗进制 : " << dec << n << endl;
cout << "⼗六进制: " << hex << n << endl;
cout << "⼋进制 : " << oct << n << endl;
return 0;
}
4.
控制对齐方式
left
：左对齐。
right
：右对齐（默认）。
#include <iostream>
using namespace std;
#include <iomanip>
int main() {
int n = 123;
cout << "右对⻬: " << setw(10) << right << n << endl;
cout << "左对⻬: " << setw(10) << left << n << endl;
return 0;
}四、scanf/printf 和 cin/cout的对比
scanf
和
printf
是 C 语言中的标准输入输出函数，而
cin
和
cout
是 C++ 语言中的标准输入输出流对象。它们各自有优缺点，整体上来说 cin
和
cout
会更加方便，但有时候我们也不得不使用 scanf
和
printf
。
1.格式控制差异
scanf
和
printf
不能自动识别输入数据的类型，需要手动指定格式字符串，容易出现格式错误。开发者需要确保格式字符串与变量类型匹配，否则会导致未定义行为。
cin 和
cout
会根据变量类型自动处理输入输出，避免格式化错误。相对
scanf
和
printf ，C++的 cin
和
cout
更加易用。
格式化输出更精确直观，特别适合复杂格式的输入输出，比如：在要求指定格式输出的时候， printf 函数就比
cout
更加方便和灵活。
2.性能差异
scanf
和
printf
通常比
cin
和
cout
快。
原因：
cin
和
cout
由于要考虑兼容C语言的输入和输出，封装实现的更加复杂，通常比
scanf 和 printf
稍慢，但这种差异在大多数应用场景中可以忽略不计。
但是在竞赛的题目中，尤其是当输入、输出数据量较大时，使用
cin
和
cout
完成输入输出，经常
会出现
Time Limit Exceeded
的情况。而
scanf
和
printf
就不存在类似的问题。
总结一下其实就是2个点：
（1）C++中为了支持混合使用yong cin/cout
和
scanf/printf
，C++ 标准库默认会将
cin
、
cout 等 C++ 流对象与 stdin
、
stdout
等 C 标准库的流对象同步在一起。这种同步操作意味着每次使用 cin
或
cout
时，都会自动刷新 C 标准库的缓冲区，以确保 C++ 和 C 的 I/O 是一致的。这就导致了性能的下降。
（2）在默认情况下， cin
和
cout
之间存在一种绑定关系。这种绑定意味着，每当从
cin
读取数据时，任何之前通过 cout
输出的内容都会被强制刷新到屏幕上。这种绑定也可能导致性能问题，特别是在需要频繁读取大量数据的情况下。
所以未来我们在使用
scanf
/
printf
和
cin
/
cout
抉择的时候，如果要追求性能那就使用 scanf /
printf
，如果不追求性能，直接使用
cin
/
cout
就行。
小提示：
如果输入的数据量比较小（
10^6
以内）的话，用
cin
和
cout
或
scanf
和 printf 都行；但是输入的数据量比较大（ 10^9 左右）的话，更推荐使用
scanf
和
printf
，避免因为输入输出的开销，导致代码超时；
在大多数场景下 printf / scanf
和
cin / cout
的使用根据个人习惯进行选择即可。
原文地址：https://blog.csdn.net/shdbdndj/article/details/144547622
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