c++入門：輸入輸出流

C語言中I/O存在問題：

1、在C語言中，用printf和scanf進行輸入輸出，往往不能保證所輸入輸出的資料是可靠的、安全的。學過C語言的讀者可以分析下面的用法：想用格式符％d輸出一個整數，但不小心錯用了它輸出單精度變數和字串，會出現什麼情況?假定所用的系統int型佔兩個位元組。

printf(“%d”，i)； //i為整型變數，正確，輸出i的值
printf(“%d”，f)； //f為單精度變數，輸出變數中前兩個位元組的內容
printf(“%d”,”C++”)；//輸出字串”C++”的起始地址
編譯系統認為以上語句都是合法的，而不對資料型別的合法性進行檢查，顯然所得到的結果不是人們所期望的。
2、在用scanf輸入時，有時出現的問題是很隱蔽的。如

scanf(“%d”，&i)； //正確，輸入一個整數，賦給整型變數i
scanf(“%d”,i)； //漏寫&
假如已有宣告語句”int i=1”，定義i為整型變數，其初值為1。編譯系統不認為上面的scanf語句出錯，而是將輸入的值存放到地址為000001的記憶體單元中，這個錯誤可能產生嚴重的後果。

注意：C++為了與C相容，保留了用printf和scanf進行輸出和輸入的方法，以便使過去所編寫的大量的C程式仍然可以在C++的環境下執行，但是希望讀者在編寫新的C++程式時不要用C的輸入輸出機制，而要用C++自己特有的輸入輸出方法。在C++的輸入輸出中，編譯系統對資料型別進行嚴格的檢查，凡是型別不正確的資料都不可能通過編譯。因此C++的I/0操作是型別安全(typesafe)的。

3、用printf和scanf可以輸出和輸入標準型別(如:int，float，double，char)的資料，但無法輸出使用者自己宣告的型別(如陣列、結構體、類)的資料。在C++中，會經常遇到對類物件的輸入輸出，顯然無法使用printf和scanf來處理。C++的I／O操作是可擴充套件的，不僅可以用來輸入輸出標準型別的資料，也可以用於使用者自定義型別的資料。C++對標準型別的資料和對使用者宣告型別資料的輸入輸出，採用同樣的方法處理。顯然，在使用者宣告瞭一個新類後，是無法用printf和scanf函式直接輸出和輸入這個類的物件的。

輸入和輸出是資料傳送的過程，資料如流水一樣從一處流向另一處。C++形象地將此過程稱為流(stream)。C++的輸入輸出流是指由若干位元組組成的位元組序列，這些位元組中的資料按順序從一個物件傳送到另一物件。流表示了資訊從源到目的端的流動。在輸入操作時，位元組流從輸入裝置(如鍵盤、磁碟)流向記憶體，在輸出操作時，位元組流從記憶體流向輸出裝置(如螢幕、印表機、磁碟等)。流中的內容可以是ASCII字元、二進位制形式的資料、圖形影象、數字音訊視訊或其他形式的資訊。

實際上，在記憶體中為每一個資料流開闢一個記憶體緩衝區，用來存放流中的資料。當用cout和插入運算子“<<”向顯示器輸出資料時，先將這些資料送到程式中的輸出緩衝區儲存，直到緩衝區滿了或遇到endl，就將緩衝區中的全部資料送到顯示器顯示出來。在輸入時，從鍵盤輸入的資料先放在鍵盤緩衝區中，當按Enter鍵時，鍵盤緩衝區中的資料輸入到程式中的輸入緩衝區，形成cin流，然後用提取運算子“>>”從輸入緩衝區中提取資料送給程式中的有關變數。總之，流是與記憶體緩衝區相對應的，或者說，緩衝區中的資料就是流。

在C++中，輸入輸出流被定義為類。C++的I/0庫中的類稱為流類(streamclass)。用流類定義的物件稱為流物件。

前面曾多次說明，cout和cin並不是C++語言中提供的語句，它們是iostream類的物件，在未學習類和物件時，在不致引起誤解的前提下，為敘述方便，把它們稱為cout語句和cin語句。正如C++並未提供賦值語句，只提供賦值表示式，在賦值表示式後面加分號就成了C++的語句，為方便起見，我們習慣稱之為賦值語句。又如，在C語言中常用printf和scanf進行輸出和輸入，printf和scanf是C語言庫函式中的輸入輸出函式，一般也習慣地將由printf和scanf函式構成的語句稱為printf語句和scanf語句。在使用它們時，對其本來的概念要有準確的理解。

例如：
有一元二次方程ax2+bx+c=0,其一般解為 x、1、2= ……但若a=0，或b^2-4ac<0時，用此公式出錯。
程式設計序，從鍵盤輸入a，b，c的值，求x1和x2。如果a=0或b^2-4ac<0，輸出出錯資訊。可寫出以下程式：

#include <iostream>
#include <math.h>
using namespace std;
int main()
{ 
 float a,b,c,disc;
 cout<<"please input a,b,c:";
 cin>>a>>b>>c;
 if (a==0)
      cerr<<"a is equal to zero,error!"<<endl;//將出錯資訊插入cerr,螢幕輸出
 else if ((disc=b*b-4*a*c)<0)
      cerr<<"disc=b*b-4*a*c<0"<<endl; //將出錯資訊插入cerr流，螢幕輸出
 else
 {
      cout<<"x1="<<(-b+sqrt(disc))/(2*a)<<endl;
      cout<<"x2="<<(-b-sqrt(disc))/(2*a)<<endl;
 }
 return 0; 
 }