详解C/C++输入输出

前言

C/C++输入输出很多，在不同的情况会用不同的输入输出，有的题目在输入时可能换一种输入输出就能不会TLE，有的输入可能要循环输入，但是可以换一种输入直接就能把所有数据输入进去。C/C++有哪些常用的输入输出，在什么时候用它们，这篇博客我会一一详解。

输入

一、cin

cin是C++的输入，是C++里面最常用的一种输入。既可以输入数字，也可以输入字符、字符串。注意，cin输入字符串时，当遇到空格、回车、Tab都会结束。当需要输入空格时，那要用什么，后面会讲解。当输入空格字符时，cin不会把空格读入进去。

#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;
int n;
string s;
char a,b,c;
int main(){
	cin>>n;
	cin>>s;
	cin>>a>>b>>c;
	cout<<"数字为："<<n<<endl;
	cout<<"字符串为"<<s<<endl;
	cout<<"字符为"<<a<<" "<<b<<" "<<c<<endl;
	return 0;
}

二、scanf

用于从标准输入读取格式化的输入，例如整数、浮点数、字符串等,sacnf是C语言的输入，但是广泛应用于C++程序里面，这是因为C语言的scanf比C++的cin快3~4倍，这是因为scanf是用指针操作的，没有类型的安全机制，比如char类型scanf可以用%f输入，而不会报错，但是运行时会出现异常。cin是自动判断你的变量类型，比如char类型，他会用默认的char方法（%c）取数据。这就会影响的效率。

scanf遇到空格、Tab、回车都会结束输入。

当我们看别人程序时前面会出现一行代码，可以用这两行代码实现scanf与cin同步，时间几乎是一样的。

ios::sync_with_stdio(false);
cin.tie(0);

scanf在输入时，就比较个体化了，不同的类型都有不同的输入表示。

#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;
int n1;
float n2;
double n3;
char ch[100],a,b;
int main(){
	scanf("%3d%f%lf",&n1,&n2,&n3);//%3d接受三位数字 
	scanf("%s",ch);//不接受空格、Tab、回车 
	scanf("%c%c",&a,&b);
	printf("数字为：%d %.3f %.2f\n",n1,n2,n3);//%f自动转成%lf 
	printf("字符数组为：%s\n",ch);//ch.c_str()
	printf("字符为：%c %c\n",a,b);//%c可以吃空格 
	return 0;
}

注：在C语言中，scanf函数可以用于字符数组，但是在C++中，scanf函数不能直接用于string类。因为string是C++中的一个类，而scanf函数是C语言的函数，并不支持C++的类类型。

三、gets

gets() 函数的功能是从输入缓冲区中读取一行字符串存储到字符指针变量 str 所指向的内存空间。可以接受空格、Tab，但是不接受回车。

#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;
int n1;
float n2;
double n3;
char ch[100],a,b;
int main(){
	gets(ch); 
	printf("%s",ch);
	return 0;
}

四、getchar

getchar()用于从标准输入流获取一个字符。getchar()函数每次从输入流中读取一个字符，并返回该字符的ASCII码值（整数类型）。读取的字符可以是任意可打印字符、控制字符或特殊字符。常用于吃掉回车。

使用getchar()函数时，程序会等待用户从键盘输入一个字符，然后按下回车键确认。之后，函数会将输入的字符返回给程序，并继续执行后续的代码。

#include <stdio.h>

int main() {
   int c;
 
   printf("请输入一个字符：");
   c = getchar();
 
   printf("\n你输入的字符是：");
   putchar(c);
 
   return 0;
}

五、fgets

fgets用于从文件流中读取一行字符串。它的原型如下：

char *fgets(char *str, int n, FILE *stream);

参数说明：
- str：用于存储读取字符串的缓冲区的地址。
- n：读取字符的最大数量（包括终止符'\0'），通常为缓冲区的长度。
- stream：文件流指针，指定从哪个文件流读取字符串。

fgets函数会从文件流中读取一行字符，直到遇到换行符'\n'、文件结束符EOF或者读取字符达到了最大数量n-1为止。读取到的字符会存储在str所指向的缓冲区中，并在末尾添加一个终止符'\0'。如果成功读取到字符，则返回str的地址，否则返回NULL。

#include<stdio.h>

char ch1[10];
char ch2[10];
int main()
{
	fgets(ch1,5,stdin);
	fgets(ch2,5,stdin);
	printf("ch1=%s\n",ch1);
	printf("ch2=%s",ch2);
	return 0;
}

gets是无限读取，fgets有了指定的大小。fgets函数相对于gets函数更加安全，因为它可以指定读取字符的最大数量，避免了缓冲区溢出的风险。同时，fgets函数也可以用于读取文件中的文本行。

六、cin.get

cin.get函数是C++标准库中的一个函数，用于从输入流中读取字符。它的基本语法如下：

cin.get(character);

其中，character为一个字符变量，用于存储从输入流中读取的字符。cin.get函数会读取输入流中的下一个字符，无论该字符是空格、制表符还是换行符。读取成功后，该字符会被存储到character变量中。它可以接受空格，不接受回车，回车结束输入。

cin.get函数可以和其他输入函数（如cin或getline）配合使用，以实现更复杂的输入操作。例如，可以使用cin.get函数读取一个完整的字符串，然后使用其他函数处理该字符串。

示例代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
   char character;

   cout << "请输入一个字符: ";
   cin.get(character);

   cout << "您输入的字符是: " << character << endl;

   return 0;
}

在上述示例中，程序会提示用户输入一个字符，并使用cin.get函数从输入流中读取该字符。然后，程序会将读取到的字符输出到屏幕上。

七、cin.getline

cin.getline用法是从输入流中读取一行字符串，并将其存储到一个字符数组中。它的语法是：

cin.getline(字符数组名, 最大长度, 终止字符)

其中，字符数组名是存储字符串的字符数组的名称，最大长度是字符数组的长度，终止字符是可选参数，用于指定在哪个字符之前终止读取，默认情况下是'\n'。如果读取的字符串的长度超过了最大长度，超出部分的字符将被丢弃。

示例用法：

char name[20];
cin.getline(name, 20);

cout << "Hello, " << name << "!" << endl;

在这个例子中，程序将从输入流中读取一个最大长度为19的字符串，并将其存储到名为name的字符数组中。然后，程序会输出一个问候语，其中包括这个读取到的字符串。

需要注意的是，cin.getline函数读取字符数组时会忽略开头的空白字符，并在读取结束后自动添加一个空字符('\0')作为字符串的结束标志。因此，在使用cin.getline函数读取字符串后，可以直接将字符数组作为字符串处理。

注：gets() , cin.getline()和cin.get()不能用在string类型中,五六七都不太常用。

输出

一、cout

cout 是 C++ 标准库中的输出流对象，用于将数据输出到标准输出设备，默认情况下是输出到屏幕上。可以输出数字、字符、字符串等。

在用于四舍五入时可以用iomainp库中的setprecision和fixed函数来输出保留小数位数。

#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;

int main() {
    int num = 123;
    double pi = 3.14159;
    // 输出整数
    cout << "The number is: " << num << endl;
    // 输出小数
    cout << "The value of pi is: " << pi << endl;
    cout << fixed << setprecision(2) << pi << endl;//保留两位小数 
    // 输出字符串
    cout << "Hello, World!" << endl;
    return 0;
}

二、printf

printf函数是C语言中的一个输出函数，用于将指定的格式化数据输出。跟scanf一样输出时要用%d等输出,在格式化输出上非常好用。

一般情况下，printf 比cout输出效率更高。

printf是C语言中的输出函数，而cout是C++中的输出流。是一个可变参数函数，可以接受任意数量和类型的参数，并按照格式化的方式输出。相比之下,cout是一个类型安全的输出流，它使用插入(<<)运算符来将数据插入到流中。printf的输出效率高主要是因为它是以低级别的系统调用方式来实现的。它直接使用底层的write函数将数据写入到文件描述符中，绕过了一些高级别的缓冲区和类型安全检查等操作。这使得printf可以更快地将数据输出到终端或文件。而cout则是一个面向对象的输出流，它使用了一些高级别的功能，如类型安全检查、缓冲区管理、输出流状态管理等。虽然这些功能为开发者提供了更多的灵活性和易用性，但也意味着在执行输出操作时需要更多的内存和处理时间。

#include<stdio.h>

int main() {
    int num = 123;
    printf("The number is %d\n", num); // 输出：The number is 123

    float f = 3.1415;
    printf("The value of pi is %.2f\n", f); // 输出：The value of pi is 3.14

    char str[] = "Hello World";
    printf("The string is %s\n", str); // 输出：The string is Hello World

    return 0;
}

格式控制符用于指定输出的格式，常用的格式控制符包括：

%d：输出一个有符号十进制整数。
%f：输出一个浮点数。
%s：输出一个字符串。
%c：输出一个字符。
%p：输出一个指针地址。
%x：输出一个无符号十六进制整数。

三、putchar

putchar函数用于单个字符的输出，putchar函数在输出单个字符时比较高效，因为它不需要进行格式化操作和缓冲区管理。它直接将字符输出到流中，省去了一些额外的开销。下面是一个简单的使用例子

#include <stdio.h>

int main() {
    int c = 'A';
    putchar(c);
    return 0;
}

四、puts

在C / C ++中，puts()函数用于在标准输出上打印字符串，并在最后自动添加换行符。在题目输出一个数组时，可以直接使用puts输出，省去了for循环输出。

#include <stdio.h>
int main() {
    char str[] = "Hello, World!";
    puts(str);
    return 0;
}

该程序将打印出："Hello, World!"，并自动添加换行符。

参考博客

C++字符串的几种输入方法（string和字符数组）_c++输入字符串数组-CSDN博客

C++语言篇字符数组与字符串输入_c++字符数组输入溢出-CSDN博客