Cpp_概述

发表于2024-03-20更新于2025-11-04阅读次数

内容

  1. Cpp是个什么语言，组成部分。

Cpp组成部分

根据legacy.cplusplus.com手册中Reference一栏。标准C++库包含以下部分（此网站2017年停止更新）：

  1. C库
  2. 容器
  3. 输入输出流
  4. 原子和线程库（C++11之后）
  5. 杂项（Miscellaneous headers）
    1. 算法库（algorithm）
    2. 时间库（chrono）
    3. 异常库（exception）
    4. 函数对象（functional）
    5. 迭代器（iterator）
    6. 内存管理（memory）：尤其是智能指针
    7. 随机（Random）
      1. 梅森旋转算法，使用的是分布律。随机性能很好。
    8. 工具（utility）：用的最多的是pair

名字空间

这个不是C++的专利，所有的面向对象语言，都有名字空间的概念。

以前在C语言中，随意定义全局变量可能会产生污染。此时只有“全局空间”一说。

现在在C++中，可以自定义一个名字空间，在其中定义自己的东西。防止与他人冲突。

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namespace xcg
{
class Person
{
private:
    int m_age;
public:
    int age(void) const
    {
        return m_age;
    }
    void age(int age)
    {
        m_age = age;
    }
};
}
namespace other
{
class Person
{
private:
    int m_age;
public:
    int age(void) const
    {
        return m_age;
    }
    void age(int age)
    {
        m_age = age;
    }
};
}
int main()
{
    xcg::Person person;
}

名字空间可以嵌套

第一种写法：

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namespace xcg::alpha
{
    // ...
}

第二种写法：

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namespace xcg
{
    namespace beta
    {
        // ...
    }
}

Cpp_流式IO处理_字符控制_pf操作符

发表于2024-03-20更新于2025-11-04阅读次数

内容

Cpp的基于流的IO系统

  1. ostream中<<运算符方法中的参数：pf控制符

<<

<<叫做流插入运算符（insertion operator）。把后面跟随的内容插入到流中。

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int main()
{
    std::cout << "Hello" << "\n";
    return 0;
}

<<后面支持跟着哪些东西

  1. 数字类型（arithmetic types）
  2. 流缓冲（stream buffers）
  3. 控制符（manipulators）

>>

>>称作流析出运算符（extraction operator）。

控制符号

std::endl

end of line

std::endl是定义在ostream中的函数。

实际上就是输出了一个\n，并且刷新缓冲区。

cout哪来的？ostream

在<iostream>中，cout是这么定义的：

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extern ostream cout;


iostream是继承于ostream、iostream的。

在<ostream>中，ostream是basic_ostream<char>的别名。

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typedef basic_ostream<char> ostream;

cout、cerr、clog是定义于basic_ostream<char>，即ostream的对象。
关于详细的：ostream

ostream的方法

width方法控制数字宽度

cout本身有一些方法，比如width就是。通过std::cout.width(n)进行调用。
这个变量是继承于std::ios_base得来的。std::ios_base::width - cppreference.com

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int main()
{
    int val = 90;
    std::cout.width(10);
    std::cout << val << std::endl;
    return 0;
}

输出：

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12345678
        90

可以看到，width为10时，如果不足10个字符，则前面空出补位。

precision方法控制浮点数的精度

precision
和width一样，是cout的方法。

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#include<iostream>
int main()
{
    double f = 3.14159;
    std::cout.precision(5);
    std::cout << f << std::endl;
}

output:

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3.1416

基于流插入的形式进行的字符控制

ostream中的pf

https://legacy.cplusplus.com/reference/ostream/ostream/operator<</
pf是<<方法中值得注意的参数。pf是一个函数指针。可以填入不同的操作符（manipulator）。

操作符（manipulator）

endl

其实我们最常见的std::endl就是一个。

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// Defined in header <ostream>
ostream& endl (ostream& os);

可以看到，endl实际上是一个函数。作用是往cout写入一个\n，然后flush一下cout，最后再返回cout。

boolalpha控制bool输出形式

除了endl这个manipulator，还有其他更专用的。如boolalpha / noboolalpha。（定义于标准库标头<ios>）
默认下的bool类型：false输出0，true输出1。插入boolalpha后，就会false输出false、true输出true。而且一旦插入了boolalpha，就会持续保持状态，因为cout是一个全局对象。如果要恢复原态需要再次插入noboolalpha。

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int main()
{
    bool d{ false };
    // 默认下的bool类型：false输出0，true输出1
    std::cout << d << std::endl;
    // 插入boolalpha后，就会false输出false、true输出true。
    std::cout << std::boolalpha << d << std::endl;
    // 插入noboolalpha后，就会false输出0、true输出1。
    std::cout << std::noboolalpha << d << std::endl;
}

setw

在<iomanip>定义的std::setw也可以控制width：
std::setw - cppreference.com

setw是一个扩展的manipulator。需要另外引入<iomanip>

它也可以控制宽度，但较于width，它是基于流插入的形式进行的。通过std::setw(n)进行。

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#include<iostream>
#include<iomanip>
int main()
{
    std::cout << std::setw(6) << std::right << -77 << '\n';
}

output:

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-77

left、right、internal

可以配合internal、left、right进行对齐。（from <ios>）
std::left, std::right, std::internal - cppreference.com

  1. internal是符号左、数字右；
  2. left是符号和数字整体左；
  3. right是符号和数字整体右。

示例

经过测试，必须每次都事先设置width，才能有效果。

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int main()
{
    int n = -77;
    std::cout.width(6);
    std::cout << std::internal << n << '\n';
    std::cout.width(6);
    std::cout << std::left << n << '\n';
    std::cout.width(6);
    std::cout << std::right << n << '\n';
}

output:

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-   77
-77   
   -77

setprecision

std::setprecision - cppreference.com
setprecision也是一个扩展的manipulator。（from <iomanip>）
和precision方法一样，可以用于控制数字的精度，但setprecision是基于插入形式的。

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#include<iostream>
#include<iomanip>
int main()
{
    double f = 3.14159;
    std::cout << std::setprecision(5) << f << '\n';
    std::cout << std::setprecision(9) << f << '\n';
    std::cout << std::fixed;
    std::cout << std::setprecision(5) << f << '\n';
    std::cout << std::setprecision(9) << f << '\n';
}

output:

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3.1416
3.14159
// fixed
3.14159
3.141590000

控制数字类型的输出

还有showbase、showpoint、showpos、uppercase、dec / hex / oct等等（from <ios>）

dec / hex / oct的作用在于控制输出数字类型的进制。比如

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int main()
{
    std::cout << std::hex << 10 << '\n';   // a
}

showbase的作用在于输出时不同进制数加前缀，比如开启了showbase后，输出16进制数：

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int main()
{
    int n = 20;
    std::cout << std::hex << std::showbase << n << '\n';   //0x14
    std::cout << std::hex << std::noshowbase << n << '\n'; //14
}

uppercase的作用是输出数字类型时，区分大小写格式。比如开启uppercase后16进制数0x4d就会变为0X4D。

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int main()
{
    std::cout << std::showbase << std::hex;
    std::cout << std::uppercase << 77 << '\n';   //0X4D
    std::cout << std::nouppercase << 77 << '\n'; //0x4d
}

fixed

当 floatfield 设置为 fixed 时，浮点值将使用定点表示法写入：该值的小数部分位数与精度字段( precision ) 指定的位数完全相同，并且没有指数部分。

默认浮点表示法、定点表示法、科学计数法

默认浮点表示法和定点表示法以及科学计数法之间有所不同（请参阅 precision ）。在默认浮点表示法中，精度字段指定小数点前后显示的是最大有意义位数，而在定点表示法和科学计数法中，精度字段精确指定小数点后显示多少位数字，即使这些数字是小数点后的零。

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// modify floatfield
#include <iostream>     // std::cout, std::fixed, std::scientific

int main () {
  double a = 3.1415926534;
  double b = 2006.0;
  double c = 1.0e-10;

  std::cout.precision(5);

  std::cout << "default:\n";
  std::cout << a << '\n' << b << '\n' << c << '\n';

  std::cout << '\n';

  std::cout << "fixed:\n" << std::fixed;
  std::cout << a << '\n' << b << '\n' << c << '\n';

  std::cout << '\n';

  std::cout << "scientific:\n" << std::scientific;
  std::cout << a << '\n' << b << '\n' << c << '\n';
  return 0;
}

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default:
3.1416
2006
1e-010

fixed:
3.14159
2006.00000
0.00000

scientific:
3.14159e+000
2.00600e+003
1.00000e-010

基于流析出的形式

>>称作流析出运算符（extraction operator）。

istream中的pf


可以看到，相比于ostream的pf，istream中的可选项少了一些。

  1. boolalpha，可以通过输入false、true字符串从而给bool变量写值的操作。
  2. dec/hex/oct，可以通过输入十进制、十六进制、八进制数字进而给整型变量写值。