4.8　输出流的格式化

4.8　输出流的格式化

输入输出流的设计目标是使用户易于移动和/或格式化字符。如果不能用C语言中提供的printf（）及相关函数完成大部分格式化操作，输入输出流将不会有多大用处。在这部分，读者可以学习输入输出流类所有的格式化输出函数，之后可以按照自己的意愿格式化输出数据。

开始学习输入输出流的格式化输出函数的时候可能会引起混淆，因为存在不止一种控制格式化输出的方法：通过成员函数和运算符。之后可能遇到的会引起混淆的地方有：设置状态标志来控制格式化的一般成员函数，如左对齐或右对齐；在十六进制表示法中使用大写字母；始终使用小数点表示浮点数的值等。另一方面，个别的成员函数用来设置和读取填充字符、域宽和精度的值。

为对这些函数进行分类，首先应检查输入输出流的内部格式化数据，以及能够修改这些数据的成员函数。（如果想这样做的话，用成员函数就可以进行所有的操作）。操作符将单独讨论。

4.8.1　格式化标志

类ios包含一些数据成员，用于存储与流有关的所有格式化信息。其中一些数据存储在变量中，其值有一个变动范围：浮点数精度、输出域宽和用于填充输出的字符（一般为空格）。有关格式化的其他信息由格式化标志决定，为了节省空间，通常多个标志组合在一起使用。成员函数ios：flags（）可以得到格式化标志所代表的值，这个函数没有参数，函数的返回值为包含当前格式化标志的fmtflags（一般被认为是long的同义词）对象。其他函数用于改变格式化标志并返回格式化标志的原有值。

第1个函数强制改变程序需要的所有标志。但更多的时候，是使用其他3个函数，每次改变一个标志。

函数setf（）的使用似乎会引起一些混淆。要想知道该使用那个版本的重载函数，就需要知道将要改变的格式化标志的类型。有两种类型的格式化标志：一类是仅被设置为开或关的开/关标志；另一类标志和其他的标志联合使用。开/关标志最简单且容易理解，使用setf（fmtflags）函数打开标志，使用unsetf（fmtflags）函数关闭标志。这些标志在下面的表中说明：

例如，为了在cout中显示正号，可以使用语句cout.setf（ios：showpos）。如果使用了cout.unsetf（ios：showpos），则不再显示正号。

unitbuf标志控制着单元缓冲区（unit buffering），这意味着每次在输出流中插入数据后都会立即刷新该输出流。这对于错误跟踪很方便，当程序崩溃时，数据仍然会保存到日志文件中。下面的程序演示了单元缓冲区：

在插入任何数据到流对象之前都需要打开单元缓冲区。当把setf（）注释掉（comment out）时，某个特殊的编译器仅写入了一个字母'o'到文件log.txt。而使用单元缓冲区则不会丢失任何数据。

默认情况下，标准错误输出流cerr的单元缓冲区处于打开状态。使用单元缓冲会导致大量的系统开销，所以如果程序中频繁使用输出流，则不要使用单元缓冲区，除非不需要考虑程序的执行效率。

4.8.2　格式化域

第2类格式化标志是分组使用的。一次只能设置这些标志中的一个，就像老式汽车收音机上的按钮一样—当按下其中一个按钮时，其他按钮会弹起来。遗憾的是，标志的这种互斥设置不能自动地完成，编程人员必须注意将要设置什么标志，以防错误地使用了setf（）函数。例如，对于每一种基数（number base）都有相应的标志：十六进制（hexadecimal）、十进制（decimal）和八进制（octal）。这些标志统称为ios：basefield。如果已经设置了ios：dec标志这时又调用setf（ios：hex），会设置ios：hex标志却不会清除ios：dec标志位，从而导致不确定的行为。作为前一函数的替代，可以调用第2种形式的setf（）函数setf（ios：hex, ios：basefield）。这个函数首先清除ios：basefield域中的所有位，然后设置ios：hex标志。这种形式的setf（）在设置一种标志的时候会确保同组的其他标志被“清除”。ios：hex操纵算子自动地完成所有工作，因此不需要关心类的内部实现细节，甚至不需要关心ios：basefield是一个二进制标志的集合。接下来，读者将会看到多种操纵算子，在所有使用setf（）的地方提供相同的功能。

下面是这些标志及其作用：

4.8.3　宽度、填充和精度设置

用来控制输出域（字段）的宽度、填补输出域的填充字符和显示浮点数精度的内部变量，由与其同名的成员函数进行读写。

fill和precision的值是相当直观的，但width的值就需要解释一下。当宽度为0时，在流中插入一个值的结果是，生成表示这个值所需的最少字符数。宽度为正的意思是，在流中插入一个数，至少会产生宽度所规定数量的字符；如果插入字符的个数小于宽度值，则用填充字符填充空余位置。然而，输出的值永远都不会被截断，所以如果试图在宽度为2时打印123，仍会得到123。宽度只能指定输出字符的最小数目；没有设定输出字符最大数目的方法。

宽度还有一个明显的不同，因为每个插入符或提取符都可能受它的值的影响，所以它被每个插入符或提取符隐含自动重置为0。它不是一个真正的状态变量，而是插入符和提取符的隐含参数。如果想得到固定不变的宽度，需要在每次使用插入符或提取符之后调用width（）。