На этом шаге мы рассмотрим приемы форматирования данных.

    Непосредственное применение операций вывода << (включение в поток) и ввода >> (извлечение из потока) к стандартным потокам cout, cin, cerr, clog для данных базовых типов приводит к использованию "умалчиваемых" форматов внешнего представления пересылаемых значений. Например, при выводе чисел каждое из них занимает ровно столько позиций, сколько необходимо для его представления. Это не всегда удобно и правильно. Например, выполнение операторов:

    int il = 1, i2 = 2, i3 = 3, i4 = 4, i5 = 5;
    cout <<  "\n" << i1 << i2 << i3 << i4 << i5;

    Для улучшения читаемости проще всего явно ввести разделительные пробелы. Выполнив оператор:

    cout <<"\n" << i1 << ' ' << i2 << ' ' << i3 << ' ' << i4 << ' ' << i5;

    Следующий шаг - добавление пояснительного текста и(или) символов табуляции. Эти приемы мы уже неоднократно применяли в программах, но никак не изменяли формат самих выводимых значений. Ширина (количество позиций) внешнего представления каждого числа выбирается автоматически, исходя из необходимого количества позиций. Единообразие не всегда устраивает пользователя программы. Например, периодическую дробь 1.0 / 3.0 можно представить весьма различными способами:

    0.3  0.3333  3.3е-1  0.3333333е0

    Однако стандартное представление при выводе с помощью оператора:

    cout <<  "\nl.0  /  3.0 =  "  << 1.0  /  3.0;

    1.0  /  3.0 =  0.333333

    Такое поведение выходного потока при использовании операции включения со значением типа double предусматривается по умолчанию. Форматы представления выводимой информации и правила восприятия данных, вводимых из потока, могут быть изменены программистом с помощью флагов форматирования. Эти флаги унаследованы всеми потоками библиотеки из базового класса ios. Флаги реализованы в виде отдельных фиксированных битов чисел типа long, поэтому несколько флагов с помощью логических битовых выражений можно объединять, тем самым по-разному комбинируя свойства потока. Перечислим флаги форматирования, объясняя их действии для тех значений, которые указаны справа от знаков присваивания:

skipws = 0x0001

при таком значении флага операция извлечения из потока >> будет игнорировать (пропускать) обобщенные пробельные символы;

left = 0x0002

вывод значения с левым выравниванием (прижать к левому краю поля);

right = 0x0004

вывод значения с правым выравниванием (это значение устанавливается по умолчанию);

internal = 0x0008

принятый в качестве заполнителя символ (по умолчанию пробел) помещается между числовым значением и знаком числа либо признаком основания системы счисления (см. ниже компонент ios::x_fill);

dec = 0x0010

десятичная система счисления;

oct = 0x0020

восьмеричная система счисления;

hex = 0x0040

шестнадцатеричная система счисления;

showbase = 0x0080

напечатать при выводе признак системы счисления (0х для шестнадцатеричных чисел, 0 - для восьмеричных чисел);

showpoint = 0x0100

при выводе вещественных чисел обязательно печатать десятичную точку и следующие за ней нули (даже для вещественного числа, имеющего нулевую дробную часть);

uppercase = 0x0200

при выводе чисел использовать буквы верхнего регистра: символ X и буквы ABCDEF для шестнадцатеричных цифр, указатель порядка Е для чисел с плавающей точкой;

showpos = 0x0400

печатать знак числа (символ '+') при выводе положительных чисел;

scientific = 0x0800

для вещественных чисел (типов float, double) использовать представление в формате с плавающей точкой (научное представление), т.е. с указанием порядка и мантиссы, имеющей одну ненулевую (значащую) цифру перед точкой;

fixed = 0x1000

для вещественных чисел (типов float, double) использовать представление в формате с фиксированной точкой, причем количество цифр дробной части определяется заданной по умолчанию точностью (см. ниже переменную x_precision);

unitbuf = 0x2000

очищать все потоки (выгрузить содержимое буферов) после каждого вывода (после включения в поток);

stdio = 0x4000

очищать потоки stdout, stderr (выгрузить содержимое буферов) после каждого вывода (после включения в поток).

    Все флаги форматирования в виде отдельных фиксированных битов входят в компонент класса ios:

    long x_flags; // Переменная представления флагов форматирования.

    Именно эта переменная, относящаяся к конкретному потоку, анализируется при обменах и влияет на преобразование информации. В библиотеке классов ввода-вывода существуют принадлежащие классу ios функции flags() и setf() для проверки значений перечисленных флагов, для установки флагов и для их сбрасывания в исходные (умалчиваемые) состояния. Флаги могут обрабатываться как по отдельности, так и группами, для чего используют дизъюнктивные выражения, в которых флаги связаны побитовой операцией '|' (ИЛИ).

    Кроме флагов для управления форматом используются следующие компонентные переменные класса ios:

int x_width

задает минимальную ширину поля вывода;

int x_precision

задает точность представления вещественных чисел, т.е. максимальное количество цифр дробной части при выводе;

int x_fill

определяет символ заполнения поля вывода до минимальной ширины, определенной x_width. По умолчанию x_fill имеет значение пробела.

    Для изменения компонентных переменных x_flags, x_width, x_fill, x_precision программист может использовать общедоступные функции класса ios:

static long bitalloc();

возвращаемое значение может быть использовано для установки, очистки и проверки флагов. Функция предназначена для заданных пользователем флагов форматирования;

char fill();

возвращает текущий символ заполнения незанятых (пустых) позиций поля вывода;

char fill(char);

заменяет символ заполнения значением параметра, возвращает предыдущий символ заполнения;

long flags();

возвращает текущий набор битов флагов форматирования;

long flags(long);

устанавливает биты флагов форматирования в соответствии со значением параметра. Возвращает предыдущее значение флагов;

int precision();

возвращает текущее значение точности представления при выводе вещественных чисел (типа float и double);

int precision(int n);

устанавливает по значению параметра n точность представления вещественных чисел, возвращает предыдущее значение точности;

long setf(long);

устанавливает флаги в соответствии с тем, как они помечены в фактическом параметре. Возвращает предыдущую установку флагов;

long setf(long _setbits, long _f ield);

устанавливает флаги в соответствии со значениями параметров. Биты, помеченные в параметре _f ield, сбрасываются (очищаются), а затем устанавливаются те биты, которые отмечены в параметре _setbits;

long unsetf(long);

сбрасываются (очищаются) все биты флагов, которые помечены в параметре. Функция возвращает предыдущее значение флагов;

int width();

возвращает установленное значение ширины поля;

int width (int);

устанавливает значение ширины поля в соответствии со значением параметра;

static int xalloc();

возвращает индекс массива до сих пор не использованных слов, которые можно использовать в качестве определенных флагов форматирования.

    Следующие компоненты (константы) класса ios определены как статические, т.е. существуют в единственном экземпляре для класса в целом и требуют при обращении указания имени класса (ios::). В определении класса ios они описаны таким образом:

    static const long adjustfield; // left | right | internal 
    static const long basefield;   // dec | oct | hex 
    static const long floatfield;  // scientific | fixed

    Каждая из этих констант объединяет несколько установленных битов флагов форматирования. Эти константы удобно использовать в том случае, когда перед установкой флага требуется сбросить все флаги, которые не могут быть одновременно с ним установлены. Для сбрасывания флагов константа используется в качестве второго параметра функции setf().

    Объяснять тонкости применения перечисленных компонентов класса ios нужно на примерах, причем понимание смысла и значимости отдельных компонент приходит только с учетом их взаимосвязей.

    В следующей программе демонстрируются основные принципы форматирования с помощью компонентных функций класса ios. Отметим, что определение класса ios включается в программу автоматически, так как файл iostream.h содержит описания классов, производных от класса ios.

//OOР6_1.СРР  -  форматирование выводимой информации.
#include <strstrea.h>
void main ()
{ char name[] = "Строка длиной 52 символа "
		 "в поле шириной 58 позиций.";
  cout << "\n\n";
  cout.width(58);  // Ширина поля вывода для потока cout.
  // Символ заполнения пустых позиций поля:
  cout.fill('$');
  // Первый вывод строки в поток cout:
  cout << name << endl;

  cout.width(58);     // Убрать нельзя.
  // Заполнитель между знаком и значением:
  cout.setf(ios::internal);
  double dd = -33.4455;
  cout << dd << endl; // Вывод вещественного значения.

  cout.width(58);     // Убрать нельзя.
  // Смена выравнивания:
  cout.setf(ios::left,ios::adjustfield);
  // Символ заполнения пустых позиций поля:
  cout.fill('#');
  // Второй вывод строки в поток cout:
  cout << name << endl;

  long nn = 90000;    // Шестнадцатеричное значение 0x15f90.
  // Смена основания счисления:
  cout.setf(ios::hex,ios::basefield);
  // Выводить признак основания счисления:
  cout.setf(ios::showbase);
  // Переход на верхний регистр:
  cout.setf(ios::uppercase);
  cout.width(58);     // Убрать нельзя.
  cout << nn << endl; // Вывод целого значения типа long.

  cout.width(58);     // Убрать нельзя.
  // Смена выравнивания:
  cout.setf(ios::internal,ios::adjustfield);
  // Символ заполнения пустых позиций поля:
  cout.fill('$');
  cout.unsetf(0x0200); // Переход на нижний регистр.
  cout << nn << endl;  // Вывод целого значения типа long.
}

    Результат выполнения программы:

   $$$$$$Строка длиной 52 символа в поле шириной 58 позиций.
   -$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$33.4455 
   Строка длиной 52 символа в поле шириной 58 позиций.###### 
   0X15F90################################################## 
   0x$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$15f90

    Прокомментируем программу и результаты. По умолчанию ширина поля вывода устанавливается равной длине принятого представления выводимого значения. Поэтому действие функции width() однократное, и ее нужно при каждом выводе значения явно использовать, если умалчиваемое значение ширины поля вывода не устраивает программиста. Функция fill() устанавливает символ заполнения пустых позиций поля. При первом выводе строки name[] по умолчанию установлено выравнивание по правому краю поля, и символы '$' помещены слева от содержимого строки. Перед выводом значения вещественной переменной dd функцией setf() установлен флаг internal. Под его влиянием символ заполнения разместился между знаком '-' и числовым значением 33.4455. Ширина поля явно указана в 58 позиций.

    Перед вторым выводом строки name[] "под влиянием" второго параметра (adjustfield) функции setf() сброшены флаги right и internal и явно установлен флаг left выравнивания по левому краю. Изменен символ заполнения пустых позиций '#'. Перед выводом длинного целого числа nn установлено основание системы счисления (basefield - сбрасывает флаги оснований счисления; hex - явно устанавливает шестнадцатеричное основание). Установлены флаги showbase и uppercase и ширина поля вывода.

    Число 90000 выведено в шестнадцатеричном виде, признаком 0X обозначено основание системы счисления, для изображения шестнадцатеричных цифр и признака основания используются прописные буквы. Так как при переходе к выравниванию по левому краю флаг internal оказался сброшенным, то символ заполнения '#' размещен не после признака основания счисления 0X, а заполняет правую пустую часть поля. Заключительный вывод значения nn, равного 90000, выполнен с флагами internal и left. Для перехода на нижний регистр использована функция unsetf() с явным значением флага uppercase.

    На следующем шаге мы введем понятие манипулятора.

Предыдущий шаг Содержание Следующий шаг