Стандартные потоки cin, coutи cerr

Стандартным потокам языка С stdin, stdout и stderr, объявленным в файле STDIO.H, в C++ соответствуют объекты-потоки cin, cout, cerr и clog, подключаемые посредством файла IOSTREAM.

cin       Объект класса istream, связанный со стандартным потоком ввода

cout           Объект класса ostream, связанный со стандартным потоком вывода

cerr        Объект класса ostream, не поддерживающий буферизацию и связанный со стандартным потоком ошибок

clog        Объект класса ostream, поддерживающий буферизацию и связанный со стандартным потоком ошибок

Все они открываются автоматически во время запуска программы и обеспечи­вают интерфейс между программой и пользователем.

Операторы ввода (>>) и вывода (<<) данных

Ввод-вывод в C++ значительно усовершенствован и упрощен благодаря универ­сальным операторам >> (ввод) и << (вывод). Их универсальность стала возможной благодаря появившемуся в C++ понятию перегрузки операторов, которая заключается в создании функций, имена которых совпадают с именами стандартных операторов языка. Компилятор различает вызов настоящего и "функционального" опера­торов на основании типов передаваемых им операндов. Операторы >> и << перегружены таким образом, чтобы поддерживать все стандартные типы данных C++, включая классы. Рассмотрим пример вывода данных с помощью функции printf() в языке С:

printf("Целое числей.'/%d,, число с плавающей запятой: %f",ivalue, fvalue);

А теперь запишем это же выражение на C++:

cout<< "Целое число: " << ivalue<< ", число с плавающей запятой: " << fvalue;

Обратите внимание, что один и тот же перегруженный оператор используется для вывода данных трех разных типов: строк, целых чисел и чисел с плавающей запятой. Оператор << самостоятельно проанализирует тип данных и выберет подходящий формат их представления. Аналогично работает оператор ввода. Сравним два эквивалентных выражения на языках С и C++:

/* на языке С */

scanf("%d%f%c",&ivalue, &fvalue, &c);

// на языке С+.+  cin >> ivalue >> fvalue >> c; 

Нет необходимости при вводе данных ставить перед именами переменных оператор взятия адреса &. В C++ оператор >> берет на себя задачу вычисления адреса, определения формата и прочих особенностей записи значения переменной.

Прямым следствием перегрузки является возможность расширения операторов << и >> для обработки данных нестандартных типов. Ниже показано, как перегрузить оператор вывода, чтобы он мог принимать данные нового типа tclient:

ostream&        operator <<(ostream& osout, tclient client)

{

osout<< " " << client.pszname;

osout<< " " << client.pszaddress;

osout<< " " << client .pszphone;

}

Тогда для вывода содержимого структуры client на экран достаточно будет задать такое выражение:

cout << client;

Эффективность этих операторов объясняется компактностью поддерживающего их программного кода. При обращении к функциям типа printf() и scanf() задействуется большой объем кода, основная часть которого не используется при выполнении конкретной операции ввода или вывода данных. Даже если в языке С вы оперируете только целыми числами, все равно будет подгружаться весь код функции с блоками обработки данных самых разных типов. Напротив, в языке C++ реально подгружаться будут только те подпрограммы, которые необходимы для решения конкретной задачи.

В следующей программе оператор >> применяется для чтения данных различных типов:

// //  insert. срр //  Эта программа на языке C++ демонстрирует применение оператора >> для //  ввода данных типа char, int и double, а также строк. //

#include <iostream > #define INUMCHARS. 45 #define INULL_CHAR 1

void main() {

char canswer;

int ivalue;

double dvalue;

char pszname [INUMCHARS + INULL_CHAR];

cout<< "Эта программа позволяет вводить данные различных типов.\n"; cout<< "Хотите попробовать? (Y— да, N — нет) ";

cin >> canswer;

if (canswer == 'У'){  cout << "\n"<< "Введите целое число: "; cin >> ivalue;

cout<< "\n\nВведите число с плавающей запятой: "; cin >> dvalue;

cout<< "\n\nВведите ваше имя: "; cin >> pszname; cout<< "\n\n"; } }

В данном примере оператор << используется в простейшем виде — для вывода текста приглашений. Обратите внимание, что оператор >> выглядит во всех случаях одинаково, если не считать имен переменных.

Теперь приведем пример программы, в которой оператор << применяется для вывода данных различных типов:

// // extract.срр //  Эта программа на языке C++ демонстрирует применение оператора << для //  вывода данных типа int, float, а также строк. //

#include <iostream >

void main ()

{

char description!] = "Магнитофон";

int quantity = 40;

float price = 45.67;  

cout<<       "Наименование товара: " << description<< endl;

cout<<       "Количество на складе: " << quantity<< endl;

cout<<       "Цена в долларах: " << price<< endl;

}  

Программа выведет на экран следующую информацию:

Наименование товара: Магнитофон

Количество на складе: 40    

Цена в долларах: 45.67    

Здесь следует обратить внимание на манипулятор endl. Манипуляторами называются специальные функции, которые в выражениях с потоковыми объектами, такими как cout и cin, записываются подобно обычным переменным, но в действительности выполняют определенные действия над потоком. Манипулятор endl широко применяется при выводе данных в интерактивных программах, так как помимо записи символа новой строки он очищает буфер потока, вызывая "выталкивание" содержащихся в нем данных. Эту же операцию, но без вывода символа \n, можно выполнить с помощью манипулятора flush.

Рассмотрим некоторые особенности ввода-вывода строк:

// //   string. срр //  Эта программа на языке C++ иллюстрирует особенности //  работы оператора >> со строками. //

#include <iostream.h> #define INUMCHARS 45 #define INULL_CHARACTER 1

void main (void) {

char ps zname[ INUMCHARS + INULL_CHARACTER] ;

cout<< "Введите ваше имя и фамилию: ";

cin >> pszname;

cout << "\n\nСпасибо, " << pszname;

В результате выполнения программы будет выведена следующая информация:

Введите ваши имя и фамилию: Александр Иванов

Спасибо, Александр

Почему не была выведена вся строка? Это связано с особенностью оператора >>: он прекращает чтение строки, как только встречает первый пробел, знак табуляции или символ новой строки (кроме ведущих). Поэтому в переменной pszname сохранилось только имя, но не фамилия. Чтобы решить эту проблему, следует воспользоваться функцией cin.get (), как показано ниже:

// //  cinget.cpp //  Эта программа на языке C++ демонстрирует применение оператора >> //  совместно с функцией get()для ввода строк с пробелами. //

#include <iostream.h> #define.INUMCHARS 45                         . j#define   INULL_CHARACTER  1

void main(void)

char pszname[INUMCHARS + INULL CHARACTER];

cout<< "Введите ваше имя и фамилию: "; 

cin.get(pszname, INUMCHARS);

cout << "\n\nСпасибо, " << pszname;

Теперь программа отобразит данные следующим образом:

Введите ваше имя и фамилию: Александр Иванов

Спасибо, Александр Иванов

Функция cin.get (), помимо имени переменной, принимающей данные, ожидает два дополнительных аргумента: максимальное число вводимых символов и символ, служащий признаком конца ввода. В качестве последнего по умолчанию используется символ \n. Функция cin.get() считывает все символы в строке, включая пробелы и знаки табуляции, пока не будет прочитано указанное число символов или не встретится символ-ограничитель. Если в качестве ограничителя необходимо, к примеру, использовать знак *, следует записать такое выражение:

cin.get(pszname,   INUMCHARS,   '*');