文章目录
- 前言
- 1. I/O库头文件
- 2. C++的标准输入输出——\<iostream\>
- 3. 基本用法
- 3.1 标准输出流（cout）
- 3.2 标准输入流（cin）
- 3.3 标准错误流（cerr）
- 3.4 标准日志流（clog）
- 4. 内容补充
- 结语
前言
C++ 标准库提供了一组丰富的输入/输出功能，本章将讨论 C++ 编程中最基本和最常见的 I/O 操作——C++的标准输入输出。
C++ 的 I/O 发生在流中，流是字节序列。如果字节流是从设备（如键盘、磁盘驱动器、网络连接等）流向内存，这叫做输入操作。如果字节流是从内存流向设备（如显示屏、打印机、磁盘驱动器、网络连接等），这叫做输出操作。
1. I/O库头文件
下列的头文件在 C++ 编程中很重要。
| 头文件 | 函数和描述 |
|---|---|
| <iostream> | 该文件定义了 cin、cout、cerr 和 clog 对象，分别对应于标准输入流、标准输出流、非缓冲标准错误流和缓冲标准错误流。 |
| <iomanip> | 该文件通过所谓的参数化的流操纵器（比如 setw 和 setprecision），来声明对执行标准化 I/O 有用的服务。 |
| <fstream> | 该文件为用户控制的文件处理声明服务。 |
2. C++的标准输入输出——<iostream>
<iostream> 是 Input Output Stream 的缩写，是标准的输入、输出流库， 定义了几个常用的流类和操作符，允许程序与标准输入输出设备（如键盘和屏幕）进行交互。
以下是<iostream>库的详细使用说明，包括其主要类和常见用法示例。
主要类：
std::istream：用于输入操作的抽象基类。std::ostream：用于输出操作的抽象基类。std::iostream：继承自std::istream和std::ostream，用于同时进行输入和输出操作。std::cin：是 istream 类的对象，它是主要面向窄字符（narrow characters (of type char)）的标准输入流对象，通常与键盘关联。std::cout：是 ostream 类的对象，它是主要面向窄字符的标准输出流对象，通常与屏幕关联。std::endl： 是 ostream 类的一个函数模板。它不仅仅是一个换行符，还会刷新输出缓冲区。使用std::endl可以在输出流中插入一个换行符，并且强制将缓冲区中的内容刷新到目标设备（例如显示器）。这在需要确保输出内容及时显示的情况下特别有用。std::cerr：标准错误输出流对象，是 iostream 类的一个实例，不带缓冲，且每个流插入到 cerr 都会立即输出。通常与屏幕关联。std::clog：标准日志流对象，是 iostream 类的一个实例，带缓冲，通常与屏幕关联。
常用操作符：
>>：输入（流提取）操作符，从输入流读取数据。<<：输出（流插入）操作符，将数据写入输出流。
（C语言还用这两个运算符做位运算右移/左移）
3. 基本用法
3.1 标准输出流（cout）
预定义的对象 cout 是 iostream 类的一个实例。cout 对象"连接"到标准输出设备，通常是显示屏。
cout 是与流插入运算符 << 结合使用的，如下所示：
#include <iostream>using namespace std;int main()
{char str[] = "Hello C++";cout << "Value of str is : " << str << endl;
}
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：
Value of str is : Hello C++
📌注意
C++ 编译器根据要输出变量的数据类型，选择合适的流插入运算符来显示值。<< 运算符被重载来输出内置类型（整型、浮点型、double 型、字符串和指针）的数据项。
流插入运算符 << 在一个语句中可以多次使用，如上面实例中所示，endl 用于在行末添加一个换行符。
3.2 标准输入流（cin）
预定义的对象 cin 是 iostream 类的一个实例。cin 对象附属到标准输入设备，通常是键盘。
cin 是与流提取运算符 >> 结合使用的，如下所示：
#include <iostream>using namespace std;int main( )
{char name[50];cout << "请输入您的名称： ";cin >> name;cout << "您的名称是： " << name << endl;}
当上面的代码被编译和执行时，它会提示用户输入名称。当用户输入一个值，并按回车键，就会看到下列结果：
请输入您的名称： cplusplus
您的名称是： cplusplus
📌注意
C++ 编译器根据要输入值的数据类型，选择合适的流提取运算符来提取值，并把它存储在给定的变量中。
流提取运算符 >> 在一个语句中可以多次使用，如果要求输入多个数据，可以使用如下语句：
cin >> name >> age;
这相当于下面两个语句：
cin >> name;
cin >> age;
3.3 标准错误流（cerr）
预定义的对象 cerr 是 iostream 类的一个实例。cerr 对象附属到标准输出设备，通常也是显示屏，但是 cerr 对象是非缓冲的，且每个流插入到 cerr 都会立即输出。
cerr 也是与流插入运算符 << 结合使用的，如下所示：
#include <iostream>using namespace std;int main( )
{char str[] = "Unable to read....";cerr << "Error message : " << str << endl;
}
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：
Error message : Unable to read....
3.4 标准日志流（clog）
预定义的对象 clog 是 iostream 类的一个实例。clog 对象附属到标准输出设备，通常也是显示屏，但是 clog 对象是缓冲的。这意味着每个流插入到 clog 都会先存储在缓冲区，直到缓冲填满或者缓冲区刷新时才会输出。
clog 也是与流插入运算符 << 结合使用的，如下所示：
#include <iostream>using namespace std;int main( )
{char str[] = "Unable to read....";clog << "Error message : " << str << endl;
}
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：
Error message : Unable to read....
📌注意
通过这些小实例，我们无法区分 cout、cerr 和 clog 的差异，但在编写和执行大型程序时，它们之间的差异就变得非常明显。所以良好的编程实践告诉我们，使用 cerr 流来显示错误消息，而其他的日志消息则使用 clog 流来输出。
4. 内容补充
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使用C++输入输出更方便，不需要像printf/scanf输入输出时那样，需要手动指定格式，C++的输入输出可以自动识别变量类型(本质是通过函数重载实现的)，其实最重要的是C++的流能更好的支持自定义类型对象的输入输出。
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IO流涉及类和对象，运算符重载、继承等很多面向对象的知识，这些知识我们还没有讲解，所以这里我们只能简单认识一下C++ IO流的用法，后面我们会有专门的一个章节来细节IO流库。
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cout/cin/endl等都属于C++标准库，C++标准库都放在⼀个叫std(standard)的命名空间中，所以要通过命名空间的使用方式去用他们。
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一般日常练习中我们可以using namespace std，实际项目开发中不建议using namespace std。
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这里我们没有包含<stdio.h>，也可以使用printf和scanf，在包含<iostream>间接包含了。vs系列编译器是这样的，但是其他编译器可能会报错。
结语
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参考：C++ 基本的输入输出 | 菜鸟教程 (runoob.com)