第二课：C++中的输入和输出（I/O）

学习目标：

• 理解C++中的输入输出流的概念及其工作原理。
• 学习如何使用iostream库中的cin和cout对象进行基本的输入输出操作。
• 掌握格式化输出的方法，包括如何设置宽度、填充和精度。
• 学习如何从文件读取数据以及向文件写入数据。

学习内容：

1. 输入输出流简介：

   • 输入输出流提供了数据的输入和输出功能。在C++中，这通常通过iostream库实现，它包含了用于输入的cin对象，用于输出的cout对象，以及用于输出错误信息的cerr和clog对象。

2. 基本的输入输出：

   • 使用cin进行输入，cout进行输出。

   代码示例：

   #include <iostream>
   using namespace std;int main() {int number;cout << "Enter an integer: ";cin >> number;cout << "You entered: " << number << endl;return 0;
   }
   

   预计输出效果：

   Enter an integer: 5
   You entered: 5
   

3. 格式化输出：

   • 使用iomanip库中的函数如setw（设置宽度）、setfill（设置填充字符）和setprecision（设置小数点精度）进行输出格式控制。

   代码示例：

   #include <iostream>
   #include <iomanip>
   using namespace std;int main() {double pi = 3.14159265358979323846;cout << "Pi rounded to 3 decimal places: " << setprecision(3) << fixed << pi << endl;cout << "Pi with setw(10): " << setw(10) << pi << " end" << endl;cout << "Pi with setw(10) and setfill('*'): " << setfill('*') << setw(10) << pi << " end" << endl;return 0;
   }
   

   预计输出效果：

   Pi rounded to 3 decimal places: 3.142
   Pi with setw(10):    3.14159 end
   Pi with setw(10) and setfill('*'): ***3.14159 end
   

4. 文件输入输出：

   • 使用fstream库的ifstream类进行文件读取和ofstream类进行文件写入。

   代码示例：

   #include <iostream>
   #include <fstream>
   using namespace std;int main() {// 写入文件ofstream outfile("example.txt");outfile << "This is an example text." << endl;outfile.close();// 读取文件ifstream infile("example.txt");string line;if (infile.is_open()) {while (getline(infile, line)) {cout << line << '\n';}infile.close();} else {cout << "Unable to open file";}return 0;
   }
   

   预计输出效果：

   This is an example text.
   

练习题：

编写一个程序，要求用户输入他们的全名和年龄。然后程序将这些信息格式化输出到一个文本文件中，例如：“Name: [FullName], Age: [Age]”。注意处理文件读写时的异常情况。

答案：

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
using namespace std;int main() {string full_name;int age;cout << "Enter your full name: ";getline(cin, full_name);cout << "Enter your age: ";cin >> age;ofstream outfile("user_info.txt");if (outfile.is_open()) {outfile << "Name: " << full_name << ", Age: " << age << endl;outfile.close();cout << "Information successfully saved to file." << endl;} else {cerr << "Unable to open file for writing." << endl;}return 0;
}

预计输出效果（示例）：

Enter your full name: John Doe
Enter your age: 30
Information successfully saved to file.

在文件user_info.txt中，内容将是：

Name: John Doe, Age: 30

通过这一课，学生应该能够掌握基本的输入输出操作，了解如何格式化输出数据以及如何将数据读写到文件中。这些技能对于日常编程非常重要，因为它们是与用户或其他系统交换信息的基础。