Состояние формата

Каждый объект класса из библиотеки iostream поддерживает состояние формата, которое управляет выполнением операций форматирования, например основание системы счисления для целых значений или точность для значений с плавающей точкой. Для модификации состояния формата объекта в распоряжении программиста имеется предопределенный набор манипуляторов.1 Манипулятор применяется к потоковому объекту так же, как к данным. Однако вместо чтения или записи данных манипулятор модифицирует внутреннее состояние потока. Например, по умолчанию объект типа bool, имеющий значение true (а также литеральная константа true), выводится как целая ‘1’:

#include <iostream.h>

int main()

{

    bool illustrate = true;

    cout << "объект illustrate типа bool установлен в true: "

         << illustrate << '\n';

}

Чтобы поток cout выводил переменную illustrate в виде слова true, мы применяем манипулятор boolalpha:

#include <iostream.h>

int main()

{

    bool illustrate = true;

    cout << "объект illustrate типа bool установлен в true: ";

    // изменяет состояние cout так, что булевские значения

    // печатаются в виде строк true и false

    cout << boolalpha;

    cout << illustrate << '\n';

}

Поскольку манипулятор возвращает потоковый объект, к которому он применялся, то допустимо прицеплять его к выводимым данным и другим манипуляторам. Вот как можно перемежать данные и манипуляторы в нашей программе:

#include <iostream.h>

int main()

{

    bool illustrate = true;

    cout << "объект illustrate типа bool: "

         << illustrate

         << "\nс использованием boolalpha: "

         << boolalpha << illustrate << '\n';

    // ...

}

Вывод данных и манипуляторов вперемежку может сбить пользователя с толку. Применение манипулятора изменяет не только представление следующего за ним объекта, но и внутреннее состояние потока. В нашем примере все значения типа bool в оставшейся части программы также будут выводиться в виде строк.

Чтобы отменить сделанную модификацию потока cout, необходимо использовать манипулятор noboolalpha:

cout << boolalpha   // устанавливает внутреннее состояние cout

     << illustrate

     << noboolalpha  // сбрасывает внутреннее состояние cout

Как мы покажем, для многих манипуляторов имеются парные.

По умолчанию значения арифметических типов читаются и записываются в десятичной системе счисления. Программист может изменить ее на восьмеричную или шестнадцатеричную, а затем вернуться к десятичной (это распространяется только на целые типы, но не на типы с плавающей точкой), пользуясь манипуляторами hex, oct и dec:

#include <iostream>

int main()

{

           int ival = 16;

           double dval = 16.0;

          

           cout << "ival: " << ival

          << " установлен oct: " << oct << ival << "\n";

           cout << "dval: " << dval

          << " установлен hex: " << hex << dval << "\n";

           cout << "ival: " << ival

          << " установлен dec: " << dec << ival << "\n";

}

Эта программа печатает следующее:

ival: 16 установлен oct: 20

dval: 16 установлен hex: 16

ival: 10 установлен dec: 16

Но, глядя на значение, мы не можем понять, в какой системе счисления оно записано. Например, 20 – это действительно 20 или восьмеричное представление 16? Манипулятор showbase выводит основание системы счисления вместе со значением с помощью следующих соглашений:

0x в начале обозначает шестнадцатеричную систему (если мы хотим, чтобы вместо строчной буквы 'x' печаталась заглавная, то можем применить манипулятор uppercase, а для отмены – манипулятор nouppercase);

0 в начале обозначает восьмеричную систему;

отсутствие того и другого обозначает десятичную систему.

Вот та же программа, но и с использованием showbase:



#include <iostream>

int main()

{

           int ival = 16;

           double dval = 16.0;

     cout << showbase;

          

           cout << "ival: " << ival

          << " установлен oct: " << oct << ival << "\n";

           cout << "dval: " << dval

          << " установлен hex: " << hex << dval << "\n";

           cout << "ival: " << ival

          << " установлен dec: " << dec << ival << "\n";

     cout << noshowbase;

}

Результат:

ival: 16 установлен oct: 020

dval: 16 установлен hex: 16

ival: 0x10 установлен dec: 16

Манипулятор noshowbase восстанавливает состояние cout, при котором основание системы счисления не выводится.

По умолчанию значения с плавающей точкой выводятся с точностью 6. Эту величину можно модифицировать с помощью функции-члена precision(int) или манипулятора setprecision(); для использования последнего необходимо включить заголовочный файл iomanip. precision() возвращает текущее значение точности. Например:

#include <iostream>

#include <iomanip>

#include <math.h>

int main()

{

           cout << "Точность: "

          << cout.precision() << endl

          << sqrt(2.0) << endl;

     cout.precision(12);

           cout << "\nТочность: "

                << cout.precision() << endl

          << sqrt(2.0) << endl;

           cout << "\nТочность: "  << setprecision(3)

                << cout.precision() << endl

                << sqrt(2.0) << endl;

           return 0;

}

После компиляции и запуска программа печатает следующее:

Точность: 6

1.41421

Точность: 12

1.41421356237

Точность: 3

1.41



Манипуляторы, принимающие аргумент, такие, как setprecision() и setw(), требуют включения заголовочного файла iomanip:

#include <iomanip>

Кроме описанных аспектов,  setprecision() имеет еще два: на целые значения он не оказывает никакого влияния; значения с плавающей точкой округляются, а не обрезаются. Таким образом, при точности 4 значение 3.14159 печатается как 3.142, а при точности 3 – как 3.14.

По умолчанию десятичная точка не печатается, если дробная часть значения равна 0. Например:

cout << 10.00

выводит

10

Чтобы точка выводилась, воспользуйтесь манипулятором showpoint:

cout << showpoint

     << 10.0

     << noshowpoint << '\n';

Манипулятор noshowpoint восстанавливает поведение по умолчанию.

По умолчанию значения с плавающей точкой выводятся в нотации с фиксированной точкой. Для перехода на научную нотацию используется идентификатор scientific, а для возврата к прежней нотации – модификатор fixed:

cout << "научная: " << scientific

     << 10.0

     << "с фиксированной точкой: " << fixed

     << 10.0 << '\n';

В результате печатается:

научная: 1.0e+01

с фиксированной точкой: 10

Если бы мы захотели вместо буквы 'e' выводить 'E', то следовало бы употребить манипулятор uppercase, а для возврата к 'e' – nouppercase. (Манипулятор uppercase не приводит к переводу букв в верхний регистр при печати.)

По умолчанию перегруженные операторы ввода пропускают пустые символы (пробелы, знаки табуляции, новой строки и возврата каретки). Если дана последовательность:

a bc

d

то цикл

char ch;

while ( cin >> ch )

     // ...

читает все буквы от 'a' до 'd' за четыре итерации, а пробельные разделители оператором ввода игнорируются. Манипулятор noskipws отменяет такой пропуск пробельных символов:

char ch;

cin >> noskipws;

while ( cin >> ch )

     // ...

cin >> skipws;

Теперь цикл while будет выполняться семь раз. Чтобы восстановить поведение по умолчанию, к потоку cin применяется манипулятор skipws.



Когда мы пишем:

cout << "пожалуйста, введите значение: ";

то в буфере потока cout сохраняется литеральная строка. Есть ряд условий, при которых буфер сбрасывается (т.е. опустошается), – в нашем случае в стандартный вывод:

• буфер может заполниться. Тогда перед чтением следующего значения его необходимо сбросить;



• буфер можно сбросить явно с помощью любого из манипуляторов flush, ends или endl:


// сбрасывает буфер

cout << "hi!" << flush;

// вставляет нулевой символ, затем сбрасывает буфер

char ch[2]; ch[0] = 'a'; ch[1] = 'b';

cout << ch << ends;

// вставляет символ новой строки, затем сбрасывает буфер

cout << "hi!" << endl;


• при установлении внутренней переменной состояния потока unitbuf буфер сбрасывается после каждой операции вывода;



• объект ostream может быть связан (tied) с объектом istream. Тогда буфер ostream сбрасывается каждый раз, когда istream читает из входного потока. cout всегда связан с cin:


cin.tie( &cout );

Инструкция

cin >> ival;

приводит к сбросу буфера cout.

В любой момент времени объект ostream разрешено связывать только с одним объектом istream. Чтобы разорвать существующую связь, мы передаем функции-члену tie() значение 0:

istream is;

ostream new_os;

// ...

// tie() возвращает существующую связь

ostream *old_tie = is.tie();

is.tie( 0 );   // разорвать существующую связь

is.tie( &new_os );  // установить новую связь

// ...

is.tie( 0 );   // разорвать существующую связь

is.tie( old_tie );  // восстановить прежнюю связь

Мы можем управлять шириной поля, отведенного для печати числового или строкового значения, с помощью манипулятора setw(). Например, программа

#include <iostream>

#include <iomanip>

int main()

{

           int ival = 16;

           double dval = 3.14159;

          

           cout << "ival: " << setw(12) << ival << '\n'

                << "dval: " << setw(12) << dval << '\n';



}

печатает:

ival:           16

dval:      3.14159

Второй модификатор setw() необходим потому, что, в отличие от других манипуляторов, setw() не изменяет состояние формата объекта ostream.

Чтобы выровнять значение по левой границе, мы применяем манипулятор left (соответственно манипулятор right восстанавливает выравнивание по правой границе). Если мы хотим получить такой результат:

    16

-    3

то пользуемся манипулятором internal, который выравнивает знак по левой границе, а значение – по правой, заполняя пустое пространство пробелами. Если же нужен другой символ, то можно применить манипулятор setfill(). Так

cout << setw(6) << setfill('%') << 100 << endl;

печатает:

%%%100

В табл. 20.1 приведен полный перечень предопределенных манипуляторов.

Таблица 20.1. Манипуляторы



Манипулятор	Назначение
boolalpha	Представлять true и false в виде строк
*noboolalpha	Представлять true и false как 1 и 0
Showbase	Печатать префикс, обозначающий систему счисления
*noshowbase	Не печатать префикс системы счисления
showpoint	Всегда печатать десятичную точку
*noshowpoint	Печатать десятичную точку только в том случае, если дробная часть ненулевая
showpos	Печатать + для неотрицательных чисел
*noshowpos	Не печатать + для неотрицательных чисел
*skipws	Пропускать пробельные символы в операторах ввода
noskipws	Не пропускать пробельные символы в операторах ввода
uppercase	Печатать 0X при выводе в шестнадцатеричной системе счисления; E – при выводе в научной нотации
*nouppercase	Печатать 0x при выводе в шестнадцатеричной системе счисления; e – при выводе в научной нотации
*dec	Печатать в десятичной системе
hex	Печатать в шестнадцатеричной системе
oct	Печатать в восьмеричной системе
left	Добавлять символ заполнения справа от значения
right	Добавлять символ заполнения слева от значения
internal	Добавлять символ заполнения между знаком и значением
*fixed	Отображать число с плавающей точкой в десятичной нотации
scientific	Отображать число с плавающей точкой в научной нотации
flush	Сбросить буфер ostream
ends	Вставить нулевой символ, затем сбросить буфер ostream
endl	Вставить символ новой строки, затем сбросить буфер ostream
ws	Пропускать пробельные символы

<


Для этих манипуляторов требуется #include <ionamip>:



Манипулятор	Назначение
setfill( ch)	Заполнять пустое место символом ch
Setprecision( n )	Установить точность вывода числа с плавающей точкой равной n
setw( w )	Установить ширину поля ввода или вывода равной w
setbase( b )	Выводить целые числа по основанию b
* обозначает состояние потока по умолчанию


Содержание раздела






---