Ⅳ.  C++的输入与输出

0x00 库的展开

我们刚才之所以讲解命名空间，就是为了让大家能够慢慢地看懂本篇一开始写的 HelloWorld。

但是在讲解C++的输入与输出之前，我们还需要再对命名空间做一个小小的补充。

📚 库也是会用命名空间的，C++库的实现定义包含在了一个叫 std 的命名空间中。

我们加上 using namespace std 是为了把 std 空间中所有的内容都展开，

这样我们就可以直接使用它们了。

❓ 为什么C++要把它封装到一个叫 std 的命名空间中呢？

💡 因为这样就不容易冲突了，有效放置了冲突命名。

📌 注意事项：这里要提一下，有些老的教材上有  #include <iostream.h>

这个在老的编译器上是可以的，比如 VC6.0 ，比较老的版本的库，没有命名空间。

早期标准库将所有功能在全局域中实现，声明在.h后缀的头文件中，使用时只需包含对应头文件 即可，后来将其实现在std命名空间下，为了和C头文件区分，也为了正确使用命名空间，规定C++头文 件不带.h；旧编译器(vc 6.0)中还支持 <iostream.h> 格式，后续编译器已不支持，因此推荐使用 <iostream> +std 的方式。

【问题来自读者评论：20220612更新】

iostream.h过时了，是早期vs用的，我记得以前 vc6.0 的时候还是用 iostream.h的。

现在的新标准库是用 iostream 的。

文章里说的 "为了和C头文件区分，规定c++头文件不带.h” 是因为新的c++摈弃了.h形式的头文件。现在是标准c的头文件是.h，标准c++头文件不带.h。

所以不建议用iostream.h了。

头文件用尖括号引入，和用引号引入的区别：

首先，< > 和 " " 包含头文件的本质区别是查找策略区别。

① " " 的查找策略：先在源文件所在的目录下查找。如果该头文件未找到，则在库函数的头文件目录下查找

② < > 的查找策略：直接去标准路径下去查找。

所以库文件也是可以使用 " " 包含的。

#include <iostream.h> 是库文件，你用引号形式引入 #include "iostream.h" 也是可以的，

但是这样查找的效率就会低些。

而且这样也不容易区分是库文件还是本地文件。

（看到尖括号引入就知道是库文件，看到引号引入的就知道是本地文件，还是很香的）

因此不建议库文件用 " " 形式引入。

0x01 输入和输出

cout 标准输出（控制台）和 cin 标准输入（键盘）时，必须包含 <iostream> 头文件。

并且需要使用 std 标准命名空间，这里我们下面会详细探讨。

0x02 流插入运算符 <<

 📚 cout 后面的 << ，我们称之为 "流插入运算符" 。就像水流的流向一样。

💬 cout 用法演示：

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    cout << "Hello";  // 等同于 printf("Hello");
    return 0;
}

🚩 运行结果：  Hello

📜 上面的代码，我们之所以可以直接用 cout，是因为我们已经把 std 这块库命名空间展开了。

我们下面会对专门对展开方式进行一个探讨。

📚 此外，如果我们想换行，我们可以使用 endl 。它就"相当于" \n，都可以起到一个换行的效果。

💬 endl 用法演示：

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    cout << "Hello" << endl;
    return 0;
}

当然，如果你不喜欢用 endl，完全可以用 \n 替代它：

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    cout << "Hello\n";  
    return 0;
}

📚 使用 C++ 的输入输出是很方便的，它最大的特点就是可以自动识别类型。

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    int i = 10;
    double d = 3.14;
    cout << i << " " << d << endl;   // 相当于 printf("%d %f\n", i, d);
    return 0;
}

🚩 运行结果： 10  3.14

📌 注意事项：

大量输入输出时尽量少用或者不用 endl ，每次 endl 会刷新缓冲区，这增加了 io 次数，

在数据非常大的时候尽量不要用endl，转义字符不存在刷新缓冲区的问题。

即 —— 需要大量输入输出时建议用 \n 替换 endl 。

0x03 流提取运算符 >>

📚 cin 后面的 >> ，我们称之为 "流提取运算符" 。

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    int i = 0;
    double d = 0.0;
    cout << "请输入一个整数和一个小数:> ";
    cin >> i >> d;
    cout << "你输入的是:> ";
    cout << i << " 和 " <<  d << endl;
    return 0;
}

🚩 运行结果如下：

❓ 可以改变流的流向吗？

💡 可以！

#include <iostream>
using namespace std;
struct Student {
    char name[20];
    int age;
};
int main(void)
{
    // cin - 流提取运算符
    struct Student s = {"xiaoming", 18};
    cin >> s.name >> s.age;
    cout << "姓名：" << s.name << endl;    
    cout << "年龄：" << s.age << endl << endl;
   
    scanf("%s%d", &s.name, &s.age);
    printf("姓名：%s\n年龄：%d\n", s.name, s.age);  
    return 0;
}

0x04 学会因地制宜

我们好像可以在 C++ 里用 printf 欸！

#include <iostream>
int main()
{
    printf("Hello!\n");
    return 0;
}

因为 <iostream> 有些平台间接的包了 printf 等 C语言中的函数。

 有人这时候就会觉得，C++的输入和输出可以自动识别类型，这也太爽了吧，既然 C++ 的输入输出这么好用，那我们是不是就用不上 C语言里的输入输出了？

并不是，我举个简单的栗子：

💬 如果我们想打印某个浮点数，如何控制小数点后的位数呢？在 C++ 的输入中，这是一件比较麻烦的事情。如果想控制小数点的位数，我们完全可以使用C语言的输入：

printf("%.2f", d);

因此，并不是说学了C++的输入输出，我们就不用C语言的输入输出了。

C++ 和 C语言的输入输出可以混在一起写，混在一起用。

什么时候用 C++ 的，什么时候用 C语言的，看情况就可以了。

💬 我们再来举个例子：

// 因地制宜！
struct Student {
    char name[20];
    int age;
};
int main(void)
{
    // 这种情况C++ 就不方便了
    struct Student s = {"xiaoming", 18};
    cout << "姓名：" << s.name << endl;    
    cout << "年龄：" << s.age << endl << endl;
    // 用c呢？
    printf("姓名：%s\n 年龄：%d\n", s.name, s.age);  
    // 所以说C语言也是有它的优势的嗷
    return 0;
}

🔺 总结：哪一个方便就用哪一个，具体谁方便需要看情况，要学会因地制宜。

0x05 对于展开方式的探讨

上面我们讨论过使用 using namespace 展开的缺陷，会失去隔离的效果。这样写好吗？不好。这么一来就全展开来了，所以我们可以这么写：

（不裂开了，我合上）

💬 采用方式一：空间名 + 作用域限定符

#include <iostream>
//using namespace std;
int main(void) 
{
    // cout << "Hello, World!\n" << endl; 
    std::cout << "Hello, World!" << std::endl;  // 指定命名空间
    return 0;
}

💬 采用方式二：使用 using namespace 命名空间名称引入 （会破坏隔离效果）

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    cout << "Hello,World!" << endl;
    return 0;
}

📌 虽然 using namespace 会破坏隔离效果，但是我们平时写练习还是可以这么去做的。因为我们平时不需要这么过分地讲究命名空间，但是以后在写项目或干正事的时候就得讲究讲究了。

💬 采用方式三：使用 using 将命名空间中成员引入

#include <iostream>
using std::cout; // 把常用的展开
using std::endl;
int main(void)
{
    cout << "Hello, World!" << endl;  
    return 0;
}

Ⅴ.  再看 HelloWorld

深入浅出 —— 浅出

📚 现在我们再来回头看之前的 HelloWorld：

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    cout << "Hello,World!" << endl;
    return 0;
}