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標準輸入輸出

標準輸入輸出、文件輸入輸出

標準輸入：由鍵盤輸入。 標準輸出：輸出到螢幕。 文件輸入：由文件輸入。 文件輸出：輸出到文件。 標準/文件輸出輸入可以混用。

C 標準輸入輸出

scanf 和 printf 定義在標頭檔 stdio.h 。

scanf 和 printf 會給定一個由格式碼的字串，並根據格式碼，在後面接上相對應個數的參數。

scanf

scanf 的格式碼格式為： %[*][width][length]specifier

  • * 可以指定讀入的資料被忽略。
  • width 設定最大可輸入字元的個數，請參考 C 式字串章節 。
  • length 設定輸入型態大小，和格式碼搭配。
  • specifier 為格式碼，是用來指定輸入的型態。
常見格式碼 說明
d signed decimal
u unsigned decimal
f float
c character
格式碼
length d i u o x f e g a c s[][^] p n
(none) int* unsigned int* float* char* void** int*
hh signed char* unsigned char* signed char*
h short int* unsigned short int* short int*
l long int* unsigned long int* double* wchar_t* long int*
ll long long int* unsigned long long int* long long int*
j intmax_t* uintmax_t* intmax_t*
z size_t* size_t* size_t*
t ptrdiff_t* ptrdiff_t* ptrdiff_t*
L long double* 
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scanf("%d", &i);     // 讀入一個 int
scanf("%*d %d", &i); // 讀入兩個 int，第一個整數會被忽略
scanf("%lld", &i);   // 讀入一個 long long int

scanf 的參數前面需要加一個 & ，簡單來說就是 scanf 的參數是記憶體位置，要更詳細理解要先學完指標。（編者認為這是當初設計沒想到的一個 bug)。

printf

printf 的格式碼格式為： %[flags][width][.precision][length]specifier

  • flags 這裡不詳細提，可參考 cplusplus 。
  • width 在 printf 的用途為對右靠齊，如果輸出的字元數小於所設寬度，不足部分會用空白填滿；如果輸出的字元數大於所設寬度，則無效，對浮點數也無效。若無法事先知道寬度，可用 * 代替。
  • precision 在 printf 的用途為指定輸出長度。整數部分，如果是輸出的字元數小於所設長度，不足部分會補 ；如果輸出的字元數大於所設長度，則無效。浮點數部分，所謂的輸出長度指的是小數點後的位數。若無法事先知道長度，亦可用 * 代替。
  • length 和 specifier 同 scanf 。
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#include <iomanip>
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int i = 100;
    double d = 3.14;

    printf("%4d\n", i);
    printf("%.4d\n", i);
    printf("%.4f\n", d);

    printf("\nuse *\n");
    printf("%*d\n", 4, i);
    printf("%.*d\n", 4, i);
    printf("%.*f\n", 4, d);
}

/*
 100
0100
3.1400

use *
 100
0100
3.1400
*/

C++ 輸入輸出，cin 和 cout

cin 和 cout 定義在標頭檔 iostream 。

cin 和 cout 並不需要先給出格式，直接輸出/輸入變數名稱即可。

endl 的作用是輸出換行，搭配 cout 使用， \n 可以取代。

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#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int i;
    cin >> i;
    cout << i << endl;
}

iomanip

C++ 的 cout 也有設定寬度和長度的功能，需使用到標頭檔 iomanip 。

  • 寬度： setw ，如果輸出的字元數小於所設寬度，不足部分會用空白填滿，或使用 setfill 改用其他字元補滿；如果輸出的字元數大於所設寬度，則無效。
  • 長度： setprecision ，只對浮點數有效。cout 有兩種表示方式， scientific 和 fixed ， scientific 只會輸出有效位數， fixed 會將所有位數印出。
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#include <iomanip>
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int a = 100;
    double d = 1.414;

    int x = 4; // 可更改並觀察結果

    // 整數範例
    cout << setw(x) << a << '\n';
    cout << setfill('x') << setw(x) << a << '\n';
    cout << setprecision(x) << a << '\n';
    cout << fixed << setprecision(x) << a << '\n';
    cout << scientific << setprecision(x) << a << '\n';
    cout << '\n';

    // 浮點數範例
    cout << setw(x) << d << '\n';
    cout << setfill('x') << setw(d) << a << '\n';
    cout << setprecision(x) << d << '\n';
    cout << fixed << setprecision(x) << d << '\n';
    cout << scientific << setprecision(x) << d << '\n';
}

/*
 100
x100
100
100
100

1.4140e+00
100
1.4140e+00
1.4140
1.4140e+00
*/

輸入輸出優化

有時候使用 cin/cout 會造成超時的結果，換成 scanf/printf 就會正確。造成 cin/cout 過慢的原因簡單來說可列出以下幾點：

  • 為了和 stdin/stdout 同步。
  • 使用 endl 會強制清空緩衝區。
  • cin 綁住了 cout ，在輸入的時候輸出也會被強制清空緩衝區。

解決辦法如下：

  • 用 \n 取代 endl 。
  • 在程式開頭加入這三行：
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cin.tie(nullptr);
cout.tie(nullptr);
ios_base::sync_with_stdio(false);

詳細的可以參考： C++ 的輸出入 cin/cout 和 scanf/printf 誰比較快？