C++ IOS API에서 유용하다 싶은 부분을 주관적으로 작성한 문서입니다.

C++ IOS API에서 유용하다 싶은 부분을 주관적으로 작성한 문서입니다.

차례

cin, wcin, cout, wcout
boolalpha
setprecision, precision
showpoint
showpos
showbase
uppercase
dec, hex, oct
fixed, scientific, hexfloat, defaultfloat
width
fill
left, right, internal

cin, wcin, cout, wcout[top]

extern std::ostream cout;
extern std::wostream wcout;
extern std::istream cin;
extern std::wistream wcin;

위의 네 가지는 전역 변수로서 C 내의 입출력 스트림(in/out stream)을 다룹니다. std::streambuf 타입을 상속받은 스트림 버퍼와 큰 관련이 있는데, 입력시 cin은 스트림 버퍼로부터 입력값을 가져오며, 출력시 cout은 출력값을 스트림 버퍼로 전달합니다.
위의 네 가지 객체는 std::ios_base::Init 이라는 객체가 처음 초기화 되는 중 혹은 되기 이전에 생성되는 것을 보장합니다. 이는 즉 우리 프로그래머들이 정적(혹은 전역) 변수를 생성/파괴 할 때, 즉 프로그램이 시작될 때와 종료될 때 cin/cout을 포함한 네 개의 객체를 문제없이 사용할 수 있음을 의미합니다.
- (해당 정적 객체가 정의되기 전에 헤더가 선언되어 있는 경우에 한합니다.)
sync_with_stdio(false) 가 설정되어 있지 않다면 스레드 안전성이 보장됩니다.
cout/wcout 이 생성되는 시기에 cin/wcin 과 tie() 를 통해 묶이게 됩니다. 이런 특징탓에 만약 특정 입력 명령이 cin/wcin 을 통해 수행된다면 cout/wcout 에는 자동적으로 cout.flush()가 호출됩니다.

#include <iostream>
struct Foo {
    Foo() {
        std::cout << "static constructor, Enter Interger : ";
        std::cin >> n;
    }
    ~Foo() {
        std::cout << "static destructor\n";
    }
    int n;
};
Foo f; // static object

int main()
{
    std::cout << "main function, f.n : " << f.n << "\n";
}

정적 변수의 생성자/소멸자에서 cin/cout 를 활용해 입출력 명령을 호출합니다. 해당 명령은 프로그램이 시작될 때/ 종료될 때 호출되지만 실행에 있어 문제되는 건 없습니다. cin/ cout 객체는 해당 시점에 안전하게 사용될 수 있음이 보장됩니다.

static constructor, Enter Interger : 7
main function, f.n : 7
static destructor

추가적으로 cout과 printf 의 차이
- cout 은 std::ostream 전역 객체에 대해 지속적으로 연산자 오버로딩 함수를 호출하는 반면, printf는 format 문자열에 상응하는 argument를 입력받는 형태입니다. printf 의 format 을 활용하는 방식에 대해서 type safety가 언급되고 있는데, format 타입과 argument 타입이 다를 경우 컴파일러에 따라 오류/경고 메세지를 출력하는 방식이 다르며 이 부분은 개발자들에게 혼란을 줄 수 있다는 것입니다. 반면에 cout의 연산자 오버로딩은 매개변수의 타입별로 오버로딩 함수를 제공할 수 있으니 좀더 type safety 가 보잗된다고 말해집니다.
- cout 의 경우 ios flag를 활용해 출력 형태를 임의로 지정할 수 있습니다.
- 속도의 경우 printf가 빠르다는 인식이 널리 퍼져 있지만, 실제로는 케바케라고 합니다.(아래의 스택 오버플로우 링크 참조)
cin과 scanf의 성능차이
- 일반적으로는 scanf가 빠릅니다만, std::ios::sync_with_stdio(false); 을 설정해서 스레드 안전성을 포기하고 대신 오버헤드를 줄인다면, cin이 더 빠르다고 합니다.

Reference

boolalpha[top]

입출력시 bool 타입을 정수형 혹은 문자열로 다룰 것인지 지정합니다.
str.setf(std::ios_base::boolalpha), str.unsetf(std::ios_base::boolalpha) 을 통해 특정 입출력스트림 str의 ios 형식 플래그를 지정 가능합니다.
cppreference : boolalpha

#include <iostream>

void main() {
    std::cout << std::boolalpha << true << ", " << false << std::endl;
    std::cout << std::noboolalpha << true << ", " << false << std::endl;
}

true, false
1, 0

precision[top]

입출력시 부동수소점의 정밀도 수준을 지정합니다.
cppreference : precision
cppreference : setprecision

#include <iostream>
#include <iomanip>

void main() {
    const long double pi = std::acos(-1.L);
    const auto maxPrecisionLength = std::numeric_limits<long double>::digits10 + 1;

    std::cout << "default precision (6): " << pi << '\n';
    std::cout << "std::setprecision(10): " << std::setprecision(10) << pi << '\n';
	  std::cout << "max precision:       : " << std::setprecision(maxPrecisionLength) << pi << '\n';
}

default precision (6): 3.14159
std::setprecision(10): 3.141592654
max precision:       : 3.141592653589793

#include <iostream>

int main()
{
    const double d = 1.2345678901234;
    std::cout << "The  default precision is " << std::cout.precision() << "\n\n";
    std::cout << "With default precision d is " << d << '\n';
    std::cout.precision(12);
    std::cout << "With high    precision d is " << d << '\n';
}

The  default precision is 6

With default precision d is 1.23457
With high    precision d is 1.23456789012

showpoint[top]

부동소수점 출력시(입력은 영향 없음) 수소점 뒷자리 표현 여부를 지정합니다. 예시에서 보시다시피, 이미 수소점 뒤의 값이 0이 아니라면 noshowpoint 를 지정해도 소수점 뒷자리가 출력되는 것을 보실 수 있습니다.
str.setf(std::ios_base::showpoint), str.unsetf(std::ios_base::showpoint) 을 통해 특정 입출력스트림 str의 ios 형식 플래그를 지정 가능합니다.
cppreference : showpoint

#include <iostream>
int main()
{
    std::cout << "1.0 with showpoint  : " << std::showpoint << 1.0 << '\n';
    std::cout << "1.0 with noshowpoint: " << std::noshowpoint << 1.0 << '\n';
    
    const auto pi = std::acos(-1.L);
    std::cout << "pi with showpoint   : " << std::showpoint << pi << '\n';
    std::cout << "pi with noshowpoint : " << std::noshowpoint << pi << '\n';
}

1.0 with showpoint  : 1.00000
1.0 with noshowpoint: 1
pi with showpoint   : 3.14159
pi with noshowpoint : 3.14159

showpos[top]

출력시(입력은 관계 없음) 양수 값에 대해 + 부호 출력여부를 지정합니다.
cppreference : showpos

#include <iostream>
int main()
{
	std::cout << "showpos  : " << std::showpos << 42 << ' ' << 3.14 << ' ' << 0 << ' ' << -1 << ' ' << -37.1342 << '\n';
	std::cout << "noshowpos: " << std::noshowpos << 42 << ' ' << 3.14 << ' ' << 0 << ' ' << -1 << ' ' << -37.1342 << '\n';
}

showpos  : +42 +3.14 +0 -1 -37.1342
noshowpos: 42 3.14 0 -1 -37.1342

showbase[top]

출력시(입력은 관계 없음) 정수 표현식의 접두사(hex 표현식의 0x 등) 의 출력 여부를 지정할 수 있습니다.
입출력시 화폐 출력 표현 및 입력 분석 형식을 지정할 수 있습니다.
str.setf(std::ios_base::showbase), str.unsetf(std::ios_base::showbase) 을 통해 특정 입출력스트림 str의 ios 형식 플래그를 지정 가능합니다.
cppreference : showbase

#include <iostream>
int main()
{
    std::cout << "showbase  : " << std::hex << std::showbase << 42 << '\n';
    std::cout << "showbase  : " << std::oct << std::showbase << 42 << '\n';
    std::cout << "noshowbase: " << std::hex << std::noshowbase << 42 << '\n';
    std::cout << "noshowbase: " << std::oct << std::noshowbase << 42 << '\n';
}

showbase  : 0x2a
showbase  : 052
noshowbase: 2a
noshowbase: 52

uppercase[top]

입출력시 대소문자 형식을 지정합니다.
str.setf(std::ios_base::uppercase), str.unsetf(std::ios_base::uppercase) 을 통해 특정 입출력스트림 str의 ios 형식 플래그를 지정 가능합니다.
cppreference : uppercase

#include <iostream>
int main()
{
	std::cout << std::hex << std::showbase;
	std::cout << "0x2a with uppercase: " << std::uppercase << 0x2a << '\n';
	std::cout << "0x2a with nouppercase: " << std::nouppercase << 0x2a << '\n';
	std::cout << "1e-10 with uppercase: " << std::uppercase << 1e-10 << '\n';
	std::cout << "1e-10 with nouppercase: " << std::nouppercase << 1e-10 << '\n';
}

0x2a with uppercase: 0X2A
0x2a with nouppercase: 0x2a
1e-10 with uppercase: 1E-10
1e-10 with nouppercase: 1e-10

dec, hex, oct[top]

입출력시 정수형 표현식을 지정합니다.
str.setf(std::ios_base::dec, std::ios_base::basefield), str.setf(std::ios_base::hex, std::ios_base::basefield), str.setf(std::ios_base::oct, std::ios_base::basefield) 을 통해 특정 입출력스트림 str의 ios 형식 플래그를 지정 가능합니다.
cppreference : hex

#include <iostream>
int main()
{
	std::cout << "The number 42 in octal   : " << std::oct << 42 << '\n';
	std::cout << "The number 42 in decimal : " << std::dec << 42 << '\n';
	std::cout << "The number 42 in hex     : " << std::hex << 42 << '\n';;
}

The number 42 in octal   : 52
The number 42 in decimal : 42
The number 42 in hex     : 2a

#include <iostream>
#include <sstream>
int main()
{
    int n;
    std::istringstream("2a") >> std::hex >> n;
    std::cout << std::dec << "Parsing \"2A\" as hex : " << n << '\n';
	std::cout << std::hex << "Print \"42\" as hex   : " << 42 << '\n';

	std::istringstream("2a") >> std::dec >> n;
	std::cout << std::dec << "Parsing \"2A\" as dec : " << n << '\n';
}

Parsing "2A" as hex : 42
Print "42" as hex   : 2a
Parsing "2A" as dec : 2

fixed, scientific, hexfloat, defaultfloat[top]

입출력시 부동소수점 표현식을 지정합니다.
str.setf(std::ios_base::fixed, std::ios_base::floatfield), str.setf(std::ios_base::scientific, std::ios_base::floatfield) 을 통해 특정 입출력스트림 str의 ios 형식 플래그를 지정 가능합니다.
cppreference : fixed

#include <iostream>
void print(const char* textNum, double num)
{
    std::cout << "The number " << textNum << " in fixed     : " << std::fixed << num << '\n';
    std::cout << "The number " << textNum << " in scientific: " << std::scientific << num << '\n';
    std::cout << "The number " << textNum << " in hexfloat  : " << std::hexfloat << num << '\n';
	std::cout << "The number " << textNum << " in default   : " << std::defaultfloat << num << "\n\n";
}
int main()
{
    print("0.01   ", 0.01);
    print("0.00001", 0.00001);
}

The number 0.01    in fixed     : 0.010000
The number 0.01    in scientific: 1.000000e-02
The number 0.01    in hexfloat  : 0x1.47ae14p-7
The number 0.01    in default   : 0.01

The number 0.00001 in fixed     : 0.000010
The number 0.00001 in scientific: 1.000000e-05
The number 0.00001 in hexfloat  : 0x1.4f8b59p-17
The number 0.00001 in default   : 1e-05

#include <iostream>
#include <sstream>
int main()
{
    double f;
    std::istringstream("0x1P-1022") >> std::hexfloat >> f;
    std::cout << "Parsing 0x1P-1022 as hex : " << f << '\n';
}

Parsing 0x1P-1022 as hex : 2.22507e-308

width[top]

setw 및 특정 입출력스트림에 대한 str.width(n); 은 다음 입출력 명령에서 활용될 문자열 길이를 지정합니다.
c4learn
cppreference : setw

#include <iostream>
#include <iomanip>
int main()
{
	std::cout << "no setw:" << 42 << '\n';
	std::cout << "setw(6):" << std::setw(6) << 42 << '\n';
	std::cout << "hello" << std::setw(6) << "world" << std::setw(3) << "!!" << '\n';
}

no setw:42
setw(6):    42
hello world !!

hello world !! 을 출력하는 예시에서 hello 다음에 오는 setw(6)를 봅시다. 다음에 수행될 입출력 명령(여기서는 'world'출력) 에서 범위를 6으로 지정합니다. world는 5글자이기 때문에, 6칸에 해당하는 범위 중 5칸은 world로 채우고 남은 한 칸은 공백으로 남깁니다. 이후의 !! 을 출력할때도 마찬가지입니다.

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <sstream>
int main()
{
	std::istringstream is("hello, world");
	char arr[10];
	is >> std::setw(6) >> arr;
	std::cout << "Input               : " << is.str() << '\n';
	std::cout << "Parsed with setw(6) : " << arr << '\n';
}

Input               : hello, world
Parsed with setw(6) : hello

fill[top]

setw() 등으로 출력문(입력은 관계 없음)에 주어지는 공간의 공백 구간을 채우는 문자를 지정합니다.
str.setfill(charT c) 을 통해 특정 입출력스트림 str에 대해 적용 가능합니다.
cppreference : setfill

#include <iostream>
#include <iomanip>
int main()
{
	std::cout << "default fill : " << std::setw(10) << 42 << '\n';
	std::cout << "setfill('*') : " << std::setfill('*') << std::setw(10) << 42 << '\n';
	char prev = std::cout.fill('x');
	std::cout << "Replaced '" << prev << "' with '"
		<< std::cout.fill() << "': " << std::setw(10) << 42 << '\n';
}

default fill :         42
setfill('*') : ********42
Replaced '*' with 'x': xxxxxxxx42

left, right, internal[top]

출력시(입력은 관계 없음) 문자열 정렬 방식을 지정합니다.
left, right는 모든 출력 형식에 대해서 좌측/우측 정렬 형식을 지정합니다. internal의 경우 정수형, 부동소수점, 화폐 형식을 출력할 때 prefix를 좌측에, 값을 우측에 정렬합니다.
str.setf(std::ios_base::left, std::ios_base::adjustfield), str.setf(std::ios_base::right, std::ios_base::adjustfield), str.setf(std::ios_base::internal, std::ios_base::adjustfield) 을 통해 특정 입출력스트림 str의 ios 형식 플래그를 지정 가능합니다.
cppreference : left

#include <iostream>
#include <iomanip>
int main()
{
	std::cout.imbue(std::locale("en_US.utf8"));
	std::cout.setf(std::ios_base::hex, std::ios_base::basefield);
	std::cout.fill('*');

	std::cout << "Left fill:\n" << std::left
		<< std::setw(12) << -1.23 << '\n'
		<< std::setw(12) << std::showbase << 42 << '\n'
		<< std::setw(12) << std::put_money(123, true) << "\n\n";

	std::cout << "Internal fill:\n" << std::internal
		<< std::setw(12) << -1.23 << '\n'
		<< std::setw(12) << 1.23 << '\n'
		<< std::setw(12) << 42 << '\n'
		<< std::setw(12) << std::put_money(123, true) << "\n\n";

	std::cout << "Right fill:\n" << std::right
		<< std::setw(12) << -1.23 << '\n'
		<< std::setw(12) << 42 << '\n'
		<< std::setw(12) << std::put_money(123, true) << '\n';
}

Left fill:
-1.23*******
0x2a********
USD1.23*****

Internal fill:
-*******1.23
********1.23
0x********2a
USD*****1.23

Right fill:
*******-1.23
********0x2a
*****USD1.23

wlsvy/CPP_IOS_Example.md

차례

cin, wcin, cout, wcout[top]

Reference

boolalpha[top]

precision[top]

showpoint[top]

showpos[top]

showbase[top]

uppercase[top]

dec, hex, oct[top]

fixed, scientific, hexfloat, defaultfloat[top]

width[top]

fill[top]

left, right, internal[top]