C++ 中的输入输出流（iostream）是非常重要的一部分，它们提供了与用户交互以及与文件系统进行数据交换的功能。本文将深入探讨 C++ 中的 cin 和 cout，介绍它们的使用方法、缓冲区以及常用的成员函数等相关知识。

1. cin 和 cout 的基本使用

在 C++ 中，cin 和 cout 是标准输入输出流对象，分别用于从标准输入（通常是键盘）读取数据和向标准输出（通常是屏幕）写入数据。

#include <iostream>int main() {int num;std::cin >> num;std::cout << num << std::endl;return 0;
}

在上面的示例中，我们使用 cout 来打印提示消息，并使用 cin 读取用户输入的数字。

2. 运算符重载与 iostream

在 iostream 中，常见的运算符重载包括插入运算符 << 和提取运算符 >>。这两个运算符分别用于输出数据到流和从流中提取数据。

重载插入运算符 <<

插入运算符 << 用于将数据插入到输出流中，通常用于输出数据到控制台或文件。

#include <iostream>class MyClass {
public:int data;MyClass(int d) : data(d) {}friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const MyClass& obj) {os << obj.data;return os;}
};int main() {MyClass obj(10);std::cout  << obj << std::endl;return 0;
}

在上面的示例中，我们重载了 << 运算符，使得 MyClass 类型的对象可以直接通过 cout 输出。

重载提取运算符 >>

提取运算符 >> 用于从输入流中提取数据，通常用于从控制台或文件中读取数据。

#include <iostream>class MyClass {
public:int data;MyClass() {}friend std::istream& operator>>(std::istream& is, MyClass& obj) {is >> obj.data;return is;}
};int main() {MyClass obj;std::cin >> obj;std::cout << obj.data << std::endl;return 0;
}

在上面的示例中，我们重载了 >> 运算符，使得可以直接从 cin 输入到 MyClass 类型的对象。并且由于fstream和sstream继承了iostream，因此重载了iostream后fstream和sstream也可以使用，后面的博客会将。

3. cin 和 cout 的缓冲区

在默认情况下，cin 和 cout 都是带有缓冲区的。这意味着输入的数据不会立即被程序处理，而是暂时存储在缓冲区中，直到程序需要时才进行读取或写入操作。

缓冲区刷新

缓冲区的刷新通常由以下情况触发：

• 缓冲区已满：当缓冲区填满数据时，会自动刷新缓冲区，将数据发送给目标设备（如屏幕）。
• 手动刷新：可以使用 std::flush 强制刷新输出缓冲区。

std::cout << "Flushing buffer" << std::flush;

关闭缓冲区

有时候，我们可能需要关闭缓冲区以实时地输出数据，而不需要等到缓冲区满或程序结束时才输出。可以使用 std::ios::sync_with_stdio(false) 来关闭 cin 和 cout 的缓冲区。

#include <iostream>int main() {std::ios::sync_with_stdio(false); // 关闭缓冲区std::cout << "This will be printed immediately" << std::endl;return 0;
}

4. cin 和 cout 的常用成员函数

cin 和 cout 提供了许多有用的成员函数，可以帮助我们更灵活地处理输入输出操作。

cin 成员函数

• cin.get(): 从输入流中获取下一个字符。
• cin.getline(char*, int): 从输入流中获取一行数据。可指定分割符，默认为'\n'。
• cin.read(char*, int):从输入流中读取一定数量的字符

cout 成员函数

• cout.put(char): 向输出流中写入一个字符。
• cout.write(char*, int): 向输出流中写入一定数量的字符。

具体使用和例子可以查看手册。