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C++入门——输入输出、缺省参数

一、C++标准库——命名空间 std

C++标准库std是一个命名空间，全称为"standard"，其中包括标准模板库（STL），输入输出系统，文件系统库，智能指针与内存管理，字符串与文本处理等等，我们以输入输出流和标准模板库为例，简单地认识一下C++标准库里面有哪些内容：

1.输入输出系统

（1）流（Streams）

• 基础流：iostream（cin, cout, cerr）
• 文件流：fstream, ifstream, ofstream
• 字符串流：stringstream，用于内存数据格式化

（2）格式化工具

• std::format（C++20）：类型安全字符串格式化
• 本地化支持：locale与wcout（宽字符输出）

2.标准模板库（STL）

（1） 容器（Containers）

• 序列容器：vector, list, deque, array（C++11）
• 关联容器：map, set, unordered_map（C++11）, unordered_set（C++11）
• 适配器：stack, queue, priority_queue

（2） 算法（Algorithms）

• 非修改序列操作：find, count, for_each
• 修改序列操作：copy, transform, replace
• 排序与搜索：sort, binary_search, lower_bound

（3） 迭代器（Iterators）

• 五类迭代器：输入/输出、前向/双向/随机访问
• 范围遍历：C++20引入ranges::简化迭代操作
  在本期内容中，我们只需要认识一下输入输出流中iostream的cin,cout，完成一些简单的输入输出操作即可。

二、输入输出——cin / cout

我们先来看这样一段代码：

1.#include < iostream >

C++的输入输出需要包含头文件< iostream > ，并且展开命名空间std（C++标准库），刚才上面的内容中，我们已经介绍了cin/cout是包含在头文件< iostream >中，而< iostream >又包含在命名空间std中，在上期内容的讲解中，我们知道，想要使用命名空间里的内容，就需要展开命名空间或者指定访问命名空间。在这里，由于是平时学习的代码，内容不是很多，所以我们就直接展开命名空间，写起来比较方便，如果不展开命名空间，输入的内容就要就相对多一些，如图所示：

• 使用域作用限定符指定访问命名空间中的内容：
  
• 使用using将命名空间的cout、endl成员引入：
  
  我们来看下面一段代码：
  

要注意的是，展开命名空间要写在头文件之后，这是规范的写法，符合顺序逻辑，也就是编译器的解析流程，这里不过多赘述。

2.cout与cin

（1）cout——标准输出流

• 基础输出语法：

  cout << "Hello World";            // 输出字符串  
  cout << 10 << " is the answer";   // 链式输出（拼接不同类型）  
  

• 数据类型支持
  cout通过运算符重载支持所有内置类型：

int num = 2025;  
double pi = 3.1415926;  
bool flag = true;  cout << num << endl;    // 输出：2025  
cout << pi << endl;     // 输出：3.14159（默认精度6位）  
cout << flag << endl;   // 输出：1（true为1，false为0）  

在这里，我们就不需要像printf那样使用%d,%f,%lf等来输出对应类型的值了，因为cout可以自行判断。当然，如果需要输出小数点后指定多少位，或者一个数字占多少位，这里就不是那么简单了，在这种情况下，还是使用printf输出比较方便，因为C++是兼容C的。

（2）cin——标准输入流

• 头文件：#include <iostream>
• 本质：cin是std::istream类的全局实例，绑定标准输入设备（通常为键盘）
• 缓冲机制：输入内容暂存于内存缓冲区，按需提取至变量
• 基础数据读取

int age;  
double salary;  
cin >> age >> salary;  // 输入"30 85000.5"后，age=30, salary=85000.5  

• 自动类型转换：将输入字符序列转换为目标类型数据；
• 空格分隔：默认跳过前导空白，以空格/换行为数据分隔符；
• 链式操作：支持连续提取多个变量。

总而言之，cin就相当于C语言中的scanf。

（3）endl——流操纵器

• endl是C++标准库中定义的流操纵器（Manipulator），其行为包含两个不可分割的原子操作：
• 1. 换行输出：向输出流插入换行符\n，使后续输出从新行开始；
• 2. 强制刷新：调用flush()方法，立即将流缓冲区内容写入目标设备（如控制台、文件、网络套接字）。

简单来讲，先将endl理解为'\n'即可。

3. << 流插入与 >> 流提取

流插入运算符<<

• 流插入运算符<<是C++中输出流操作的核心工具，其本质是ostream类中重载的运算符函数。通过该运算符，数据从内存对象流向输出设备（如控制台、文件、网络套接字）。
• 什么是控制台？黑框框就是：
  

流提取运算符>>

• 流提取运算符>>是C++输入流（istream）的核心操作符，用于从输入源（如键盘、文件、网络）提取数据到变量。其本质是istream类中重载的运算符函数，遵循链式调用规则。
  如图所示：
  这里>>就是将键盘上输入的10提取出来，赋给变量a。

三、缺省参数

1.缺省参数的概念

缺省参数是声明或定义函数时为函数的参数指定一个缺省值。在调用该函数时，如果没有指定实参则采用该形参的缺省值，否则使用指定的实参，举个简单的例子：

如图所示，Fun函数中提供了一个缺省参数a=1，也就是说，当我们没有传参的时候，它就会默认调用a=1，输出结果为1；如果传参了，比如这里传了一个10，那么就传什么输出什么。

2.缺省参数的分类

• 全缺省参数
  如图所示：
  
  这里在函数定义中，三个参数都是缺省参数，还是这样的原则：没传参就使用缺省参数，如果传参那么就传什么输出什么，并且，这里是有顺序的，Fun(20)就是先把20传给a，b和c使用缺省参数；Fun(20,30)就是先传给a,b，c依然使用缺省参数。
• 半缺省参数
  如图所示：
  
  需要注意的是，半缺省参数必须从右往左依次来给出，不能间隔着给，如图：
  
  
  
  
  前一个例子是缺省的两边，中间没有缺省参数；后一个是从左往右安排的缺省参数，这些都是不对的。

本期总结+下期预告

本期内容为大家详细介绍了C++的输入输出和缺省参数，下期内容将为大家带来函数重载和引用相关的知识！

感谢大家的关注，我们下期再见！