在某些实际场景中，我们经常需要按照一定的格式输出数据，比如输出浮点数时保留 2 位小数，再比如以十六进制的形式输出整数，等等。

对于学过 C 语言的读者应该知道，当使用 printf() 函数输出数据时，可以通过设定一些合理的格式控制符，来达到以指定格式输出数据的目的。例如 %.2f 表示输出浮点数时保留 2 位小数，%#X 表示以十六进制、带 0X 前缀的方式输出整数。

C++ 通常使用 cout 输出数据，和 printf() 函数相比，cout 实现格式化输出数据的方式更加多样化。一方面，cout 作为 ostream 类的对象，该类中提供有一些成员方法，可实现对输出数据的格式化；另一方面，为了方面用户格式化输出数据，C++ 标准库专门提供了一个 头文件，该头文件中包含有大量的格式控制符（严格意义上称为“流操纵算子”），使用更加方便。

C++ cout成员方法格式化输出

前一节中，已经针对 cout 讲解了一些常用成员方法的用法。除此之外，ostream 类中还包含一些可实现格式化输出的成员方法，这些成员方法都是从 ios 基类（以及 ios_base 类）中继承来的，cout（以及 cerr、clog）也能调用。

表 1 罗列了 ostream 类中可实现格式化输出的常用成员方法，以及它们各自的用法。

表 1 ostream 类的成员方法

其中，对于表 1 中 flags() 函数的 fmtfl 参数、setf() 函数中的 fmtfl 参数和 mask 参数以及 unsetf() 函数 mask 参数，可以选择表 2 中列出的这些值。

表 2 fmtfl 和 mask 参数可选值

举个例子：

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    double a = 1.23;
    //设定后续输出的浮点数的精度为 4
    cout.precision(4);
    cout <<"precision: "<< a << endl;
    //设定后续以科学计数法的方式输出浮点数
    cout.setf(ios::scientific);
    cout <<"scientific："<< a << endl;
    return 0;
}
12345678910111213

程序执行结果为：

precision: 1.23
scientific：1.2300e+00
12

注意，当 cout 采用此方式进行格式化输出时，其后不能立即输出数据，而只能像示例程序中那样，再用一个 cout 输出数据。

值得一提的是，当调用 unsetf() 或者 2 个参数的 setf() 函数时，为了提高编写代码的效率，可以给 mask 参数传递如下 3 个组合格式：

ios::adjustfield：等价于 ios::left | ios::right | ios::internal；
ios::basefield：等价于 ios::dec | ios::oct | ios::hex； ios::floatfield：等价于
ios::scientific | ios::fixed。

举个例子：

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    double f = 123;
    //设定后续以科学计数法表示浮点数
    cout.setf(ios::scientific);
    cout << f << '\n';
    //删除之前有关浮点表示的设定
    cout.unsetf(ios::floatfield);
    cout << f;
    return 0;
}

程序执行结果为：

1.230000e+02
123

使用流操纵算子格式化输出

表 3 罗列了 头文件中定义的一些常用的格式控制符，它们都可用于格式化输出。

表 3 C++ 流操纵算子

注意：“流操纵算子”一栏中的星号*不是算子的一部分，星号表示在没有使用任何算子的情况下，就等效于使用了该算子。例如，在默认情况下，整数是用十进制形式输出的，等效于使用了 dec 算子。

注意：“流操纵算子”一栏带有星号 * 的格式控制符，默认情况下就会使用。例如在默认情况下，整数是用十进制形式输出的，等效于使用了 dec 格式控制符。

和 cout 成员方法的用法不同，下面程序演示了表 3 中这些格式控制符的用法：

#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;
int main()
{
    //以十六进制输出整数
    cout << hex << 16 << endl;
    //删除之前设定的进制格式，以默认的 10 进制输出整数
    cout << resetiosflags(ios::basefield)<< 16 << endl;
    double a = 123;
    //以科学计数法的方式输出浮点数
    cout << scientific << a << endl;
    //删除之前设定的科学计数法的方法
    cout << resetiosflags(ios::scientific) << a << endl;
    return 0;
}

程序执行结果为：

10
16
1.230000e+02
123

注意，如果两个相互矛盾的标志同时被设置，如先设置 setiosflags(ios::fixed)，然后又设置 setiosflags(ios::scientific)，那么结果可能就是两个标志都不起作用。因此，在设置了某标志，又要设置其他与之矛盾的标志时，就应该用 resetiosflags 清除原先的标志。

示例

1、对齐

#include <iomanip>
#include <iostream>
int main(void) {
    //1、方式1
    //左对齐
    std::cout <<std::left<< std::setw(20) << -123.456 << "|" << std::endl;
    //两端对齐
    std::cout <<std::internal<<std::setw(20) << -123.456 << "|" << std::endl;
    std::cout <<std::internal<<std::setw(20) << "hello world!" << "|" << std::endl;
    //右对齐
    std::cout <<std::right<< std::setw(20) << -123.456 << "|" << std::endl;
    //2、方式2
    //左对齐
    std::cout.flags(std::ios::left);
    std::cout <<std::setw(20) << -123.456 << "|" << std::endl;
    //两端对齐
    std::cout.flags(std::ios::internal);
    std::cout <<std::setw(20) << -123.456 << "|" << std::endl;
    std::cout <<std::setw(20) << "hello world!" << "|" << std::endl;
    //右对齐
    std::cout.flags(std::ios::right);
    std::cout <<std::right<< std::setw(20) << -123.456 << "|" << std::endl;
    return 0;
}

运行结果：

-123.456            |
-            123.456|
        hello world!|
            -123.456|
-123.456            |
-            123.456|
        hello world!|
            -123.456|

2、整数的显示

#include <iomanip>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(void) {
    cout<<showpos;//在十进制数字前显示＋号
    cout<<uppercase;//将字母显示为大写
    cout << hex << setw(4) << 315 << setw(12) << -315 << endl;
    cout << dec << setw(4) << 315 << setw(12) << -315 << endl;
    cout << oct << setw(4) << 315 << setw(12) << -315 << endl;
    cout<<noshowpos;//取消showpos标记
    cout<<nouppercase;//取消uppercase标记
    cout << hex << setw(4) << 315 << setw(12) << -315 << endl;
    cout << dec << setw(4) << 315 << setw(12) << -315 << endl;
    cout << oct << setw(4) << 315 << setw(12) << -315 << endl;
    return 0;
}

运行结果：

 13B    FFFFFEC5
+315        -315
 473 37777777305
 13b    fffffec5
 315        -315
 473 37777777305

3、显示进制前缀

#include <iomanip>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(void) {
    int n=66;
    int w=6;
    cout << showbase << setw(w) << hex << n<< setw(w) << oct << n << dec<<setw(w)<<n<<endl;
    cout << noshowbase << setw(w) << hex << n << setw(w) << oct << n << dec<<setw(w)<<n<< endl;
    return 0;
}

运行结果：

 0x42  0102    66
    42   102    66

4、 显示浮点数

#include <iomanip>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(void) {
    double f=31.415;
    for(int i=0;i<6;i++){  
        cout<<fixed;
        cout << setprecision(i) << f << endl;
        cout<<scientific;
        cout << setprecision(i) << f << endl;
    }
    return 0;
}

运行结果：

31
3e+01
31.4
3.1e+01
31.41
3.14e+01
31.415
3.141e+01
31.4150
3.1415e+01
31.41500
3.14150e+01