C++强化 | 12 格式化输入输出与文件操作
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了C++强化 | 12 格式化输入输出与文件操作相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
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导读
我们最开始就讲解了有关于输入输出的问题，那有没有别的输入输出方式呢？能不能通过输入输出控制其格式呢？如果我们想把数据从文件中输入，然后将结果输出到文件呢？
本篇文章中，让我们针对上面的内容，一起来学习一下格式化输入输出和文件操作吧！
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1 说在前面的话
本篇文章，让我们一起深入了解更多有关于输入输出的内容，掌握文件的输入输出。
2 格式化输入输出
还记得我们最开始学C++的时候，学的是什么吗？
是输出，后来我们又学习了输入。
输入输出一直伴随我们从最开始到现在，是我们非常重要的朋友了。今天，我们再学习新的输入输出，让这个朋友的团队更强大吧！
在最前面我们要强调一下，我们需要用到一个新的头文件：
#include<cstdio>
不用下面这条语句：
using namespace std;
也就是说，我们的框架如下：
#include<cstdio>
int main()
return 0;
1 C++和C语言
在讲解后面的内容之前，我们先说一下C语言和C++。
要真正去讲解C和C++的区别，那可以讲很久啦！这里我们只做简单的介绍，让大家有一个最基本的了解，这些介绍和大家目前阶段的学习和信息学竞赛有很重要的关系。
C++，就是在C语言的基础上添加了更加高级的功能，相比于C语言，C++更加的强大，C++支持所有的C语言功能！
这些高级功能里面，最重要的就是类的相关概念和知识。因为C++支持类，支持使用类去创建对象。所以，C++是面向对象的编程语言，C语言是面向过程的编程语言。
除此之外，C和C++的输入输出也不一样，我们今天讲的格式化输入输出，是C语言的常用输入输出方式。前面我们说，C++支持C语言所有功能，所以格式化输入输出，C++也是支持的。
总结一下我们上面说的：
C++是在C语言的基础上增加了更多新功能，支持C语言的所有功能。
C++是面向对象的编程语言，C语言是面向过程的编程语言。
C++的输入输出和C语言的不同，但是C++支持C语言的输入输出。
除此之外，C++还在很多方面有所扩展和提升。具体的，大家可以去网上详细了解。
2 格式控制字符
所谓的格式化输入输出，就是输入输出要按照固定的格式读入，按照固定的格式输出！
C++输入输出的时候，会自动适配数据的类型，不用我们指定。C语言无法自动适配，必须要指定输入输出的类型，比如，输出为整数类型，以字符型数据输入。
对于C语言的输入输出来说，在使用时，不如C++语言方便。但是，因为需要指定格式，我们就可以更加方便的设置输入输出格式，有更多的自主选择权，能够实现更加丰富的功能。
而实现上述功能，我们需要格式控制字符。常用的格式控制字符如下：
主要我们需要掌握如下几个：
基本类型：
%d:转换为对应的十进制整数数据；
%ld:转换为对应的十进制长整型数据；
%c:转换为对应的字符数据；
%f:转换为对应的浮点型数据，注意，小数部分默认输出6位；
%s:转换为对应的字符串类型；
固定数位类型：
%md:转换为对应的十进制整数数据，如果不够m位，前面自动补空格；
%.mf:转换为对应的浮点型数据，小数部分保留m位；
进制类型：
%x/%X/%#x/%#X：将数据转化为对应的16进制。
注意：
对于固定数位来说，具体使用过程中，要将m换为具体的数值。
对于进制类型来说，如果我们使用的是%x/%X，那我们输出的就是对应的16进制的数值，如果是使用%#x/%#X，那我们对应输出的是0x[十六进制数值]。例如：
65
如果使用%x/%X，则转换为41；
如果使用%#x/%#X，则转换为0x41。
3 格式化输出
首先我们先考虑最简单的输出，格式化输出使用printf。
例如：输出：Hello AI与区块链技术。
代码如下：
#include<cstdio>
int main()
printf("Hello AI与区块链技术");
return 0;
如果我们要使用printf输出变量或者表达式，我们就要使用如下格式：
printf("格式控制字符", 变量/表达式);例如：
#include<cstdio>
int main()
int a = 65;
float b = 65.666777;
printf("%d", a); //输出对应的10进制数字
printf("%f", b); //输出为对应的浮点型数据
printf("%c", a); //输出为对应的字符数据
printf("%5d", a); //输出前面使用空格补够5位
printf("%.5f", b); //输出小数后面保留5位
printf("%x", a); //输出为对应的16进制数据
printf("%#x", a); //输出为对应的16进制数据，前面加0x
return 0;
在格式化输出的时候，格式控制字符的作用是：将要输出的字符转换成格式控制字符指定格式。
我们发现，所有的都写在一行上面了，如果想换行，就要使用转义字符\\n来换行，将\\n写在格式控制字符的前面或者后面：
#include<cstdio>
int main()
int a = 65;
float b = 65.666777;
printf("%d", a); //输出对应的10进制数字
printf("\\n%f\\n", b); //输出为对应的浮点型数据
printf("%c\\n", a); //输出为对应的字符数据
printf("%5d\\n", a); //输出前面使用空格补够5位
printf("%.5f\\n", b); //输出小数后面保留5位
printf("%x\\n", a); //输出为对应的16进制数据
printf("%#x\\n", a); //输出为对应的16进制数据，前面加0x
return 0;
执行结果如下：
我们可以在格式控制字符前后加换行符也可以加其他的字符。例如：
#include<cstdio>
int main()
int a = 65;
printf("你输入的整数是：%d\\n", a);
printf("对应的字符为：%c\\n", a);
printf("对应的十六进制为：%#x\\n", a);
return 0;
如果我们想一次性写完，不分成多个语句，那变量就要都通过逗号分隔开，添加到一个printf语句中：
#include<cstdio>
int main()
int a = 65;
float b = 65.666777;
printf("整数：%d\\n小数：%f\\n", a, b);
return 0;
格式控制字符的位置对应到后面的变量的位置上，图示如下：
我们发现，格式控制字符就相当于帮助后面的变量“占坑”，变量会根据格式控制字符的格式，在输出的时候，输出到格式控制字符所在的位置。
4 格式化输入
格式化输入要稍微难一丢丢！不过没关系！
格式化输入使用的是scanf，我们先看一个简单的示例，定义一个整型变量并输入：
#include<cstdio>
int main()
int a;
printf("请输入一个整数：");
scanf("%d", &a);
printf("a = %d\\n", a);
return 0;
scanf的格式如下：
scanf("格式控制字符", &变量);在格式化输入的时候，格式控制字符的作用是：将要输入的字符转换成格式控制字符指定格式。
同时变量名前面要添加一个&符号，这个符号在这里的含义是取地址符，即获取某个变量所在空间的地址，根据地址就能找到对应的变量啦！就像你知道了朋友的家，就能去朋友家找朋友去玩啦！
在此总结一下&我们目前掌握的用法，主要有：
两个&用作逻辑与；
函数参数的引用调用；
格式化输入中变量的取地址符，用于获取变量的地址。
如果我们同时输入多个变量：
#include<cstdio>
int main()
int a,b,c;
printf("请输入三个整数：");
scanf("%d%d%d", &a, &b, &c);
printf("a = %d\\nb = %d\\nc = %d\\n", a, b, c);
return 0;
5 为什么要用格式化输入输出？
格式化输入输出比cin，cout要麻烦，那为什么还要使用格式化输入输出呢？
一方面，格式化输入输出可以指定想要的格式，比如我们想要让整数数据右对齐，那就可以设为%md格式；比如我们想要设置固定的小数点保留位数，就可以设为%.mf格式。
另一方面，cin和cout适配性强造成的一个后果是，解析数据慢，而printf和scanf解析数据更快，对于大规模数据输入输出，用printf和scanf性能更高。特别是在信息学竞赛中，有时候使用cin和cout会导致超时，但是同样的程序，改为printf和scanf就不会超时。
3 文件操作
我们以前讲了很多内容，但是我们获取输入，数据输出，都是自己手动输入，输出到黑窗体！
现在我们希望能够从文件中读取数据，将数据输出保存到文件中。该怎么操作呢？
1 头文件与基本写法
我们需要用到一个新的头文件：
#include<fstream>
前面我们讲输入输出使用iostream，io表示输入输出，stream表示流。，所以iostream表示输入输出流。
fstream中，f表示file，即文件，stream表示流，用于读取或保存文件。
我们常常使用如下几个代码：
freopen(“读取的文件”, “r”, stdin);
freopen(“写入的文件”, “w”, stdout);
…
fclose(stdin);
fclose(stdout);
其中freopen用于打开文件，fclose用于关闭文件。
2 读文件详解
所谓读文件，就是从文件中读取数据。
我们需要先获取读取的文件，并进行读取，然后读取到数据，做完相关操作之后，将读取流关闭，防止占用文件。
我们使用的代码如下：
freopen("文件名", "r", stdin);我们先在cpp文件同一文件夹下新建一个“1.txt”的文件，文件中写：
1 2 3
4 5 6
7 8 9
我们读取代码如下：
#include<iostream> //输入输出
#include<fstream> //读写文件
using namespace std;
int main()
string s;
freopen("1.txt", "r", stdin);
while(cin>>s)
cout<<s<<endl;
fclose(stdin);
return 0;
输出如下：
如果我们想把同一行的按照行输出，若想读一行，需要使用getline函数。
#include<iostream> //输入输出
#include<fstream> //读写文件
using namespace std;
int main()
string s;
freopen("1.txt", "r", stdin);
while(getline(cin, s))
cout<<s<<endl;
fclose(stdin);
return 0;
3 写文件详解
所谓写文件，就是将数据写入到文件中。
我们需要先获取要写入的文件，写入数据，做完相关操作之后，将读取流关闭，防止占用文件。
我们使用的代码如下：
#include<iostream> //输入输出
#include<fstream> //读写文件
using namespace std;
int main()
string s;
freopen("1.txt", "w", stdout);
cout<<"AI and BlockChain technology!";
fclose(stdout);
return 0;
我们会发现，这种写法，会将文件中原来的东西替换掉，如果我们想保留之前的，将新数据追加到后面，可以这么写：
#include<iostream> //输入输出
#include<fstream> //读写文件
using namespace std;
int main()
string s;
freopen("1.txt", "a", stdout);
cout<<"\\nAI and BlockChain technology!\\n";
fclose(stdout);
return 0;
也就是说，我们主要有两种写入模式：
w：覆盖写入，会完全覆盖源文件内容，将新内容写入；
a：附加写入，会在源文件的后面附加新内容。
4 习题
习题针对格式化输入输出和文件操作：
1 完成下面内容
使用格式化输入输出和文件操作完成下面内容：
1、定义一个int类型数据，float类型数据和char类型数据；
2、分别使用格式化输入给上面三个类型数据赋值；第一个数据赋值为97；
3、格式化输出上面的数据（基本类型）；
4、将第一个数据按照字符类型输出；
5、将float类型数据保留到小数点后5位输出；
6、将上面三个数据保存到‘1.txt’文件中，每个数据占一行。
7、将上面三个数据附加到‘1.txt’文件中，用空格隔开。
8、关闭文件；
9、打开文件‘1.txt’，并读取文件内容。
2 文件操作
有‘2.txt’文件，文件中有五个整数，用空格隔开，例如：
1 2 3 4 5
从文件中读取5个整数，并将这五个数据的和附加到文件中，例如：
1 2 3 4 5
1+2+3+4+5=15
编写程序实现上述功能。
AI与区块链技术
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