Citirea și afișarea datelor

Autori: Ștefan-Cosmin Dăscălescu, Ștefan-Iulian Alecu

Cunoștințe necesare

Primul program în C++

În acest articol, vom explora metodele de citire și afișare a datelor în limbajul C++.

Tipurile de citire și afișare#

Datele pot fi preluate și afișate fie prin intrarea și ieșirea standard (folosind terminalul – „de la tastatură” și „pe ecran”), fie din fișiere externe, unde citirea se face dintr-un fișier și afișarea într-un alt fișier.

Aceste metode pot fi utilizate împreună într-un mod hibrid, fiind foarte frecvent utilizate în diverse probleme de programare în care se citesc date dintr-un fișier și se afișează pe ecran.

Intrarea și ieșirea standard#

Pentru a folosi intrarea și ieșirea standard (a citi "de la tastatură", respectiv a afișa "pe ecran"), vom avea nevoie de biblioteca <iostream>.

Citirea datelor se face folosind std::cin și operatorul >>, iar afișarea datelor se face folosind std::cout și operatorul <<, câteva exemple fiind regăsite mai jos.

Observație

Deși există și metode de citire și afișare din C (cum ar fi funcțiile scanf și printf), utilizarea metodelor din C++ este mult mai intuitivă și simplă.

După ce compilați programul și nu apar erori, va trebui să rulați executabilul și să introduceți datele de intrare conform descrierii problemei. Dacă totul este corect, veți obține rezultatul așteptat.

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    // Declaram variabilele
    int n, a, b;

    // Citim o singură valoare
    cin >> n;

    // Citim două valori separate prin spațiu
    cin >> a >> b;

    /* Alternativ, putem să citim toate cele 3 variabile pe același rând:
    cin >> n >> a >> b;
    */

    // Afișăm o singură valoare
    cout << n;

    // Afișăm două valori separate prin spațiu, urmate de o linie nouă
    cout << a << " " << b << '\n';

    // Afișăm din nou n, urmat de o linie nouă
    cout << n << endl;

    return 0;
}

Dacă \(n = 9\), \(a = 11\) și \(b = 14\), programul va afișa următoarele date:

911 14
9

endl vs '\n'

Ați observat probabil că pentru a introduce o linie nouă, am folosit atât '\n' cât și endl. Deși par a fi echivalente, există diferențe semnificative. Instrucțiunea endl nu doar că introduce o linie nouă, dar și curăță buffer-ul (unde sunt stocate temporar datele afișate), ceea ce o face mai lentă decât '\n'. Acest lucru devine important atunci când lucrăm cu un volum mare de date.

Citirea și afișarea folosind fișiere#

Pentru a citi și afișa din fișiere, vom avea nevoie de biblioteca <fstream>.

Mai întâi, trebuie să specificăm programului de unde să preia datele și de unde să le afișeze. Tipul ifstream declară un flux de citire din fișier, ofstream declară unul de scriere în fișier.

ifstream fin("date.in");
ofstream fout("date.out");

Numele fișierelor

Deși aici am folosit fin și fout pentru a putea menționa aceste fluxuri (stream-uri) de date, putem folosi orice nume vrem atâta timp cât nu avem și alte variabile numite astfel. În mod particular, putem numi acestea chiar și cin, respectiv cout atâta timp cât nu avem inclusă biblioteca <iostream>.

Programul de mai sus va fi identic, singura diferență fiind adăugarea facilităților care ne permit să citim datele din fișiere.

#include <fstream>
using namespace std;

ifstream fin("date.in");
ofstream fout("date.out");

int main() {
    // Declaram variabilele
    int n, a, b;

    // Citim o singură valoare
    fin >> n;

    // Citim două valori separate prin spațiu
    fin >> a >> b;

    /* Alternativ, putem să citim toate cele 3 variabile pe același rând:
    fin >> n >> a >> b;
    */

    // Afișăm o singură valoare
    fout << n;

    // Afișăm două valori separate prin spațiu, urmate de o linie nouă
    fout << a << " " << b << '\n';

    // Afișăm din nou n, urmat de o linie nouă
    fout << n << endl;

    return 0;
}

Citirea unui număr necunoscut de valori

Dacă avem de citit un număr necunoscut de valori, trebuie să folosim structura repetitivă while, așa cum veți observa în articolul nostru pe această temă.

Afișarea specializată#

În unele probleme, suntem nevoiți să afișăm datele respectând un oarecare format (de exemplu, să se afișeze cu exact \(x\) zecimale). Pentru a opera acest lucru, este necesară cunoașterea bibliotecii <iomanip>.

Această bibliotecă poate fi folosită și pentru a prelucra datele într-o manieră mai prietenoasă cu cititorii, folosind funcțiile de lungime, aliniere sau umplere:

lungimea: setw(int n), numărul de caractere folosit pentru afișarea datelor;
alinierea: left, right, internal;
caracterul de umplere: setfill(char f), caracterele care să fie folosite pentru a umple un element afișat;
baza de numerație (dec, oct, hex) în care sunt scrise valorile de tip întreg. În cele mai multe cazuri, nu vom avea nevoie să afișăm altfel decât în formatul zecimal.

Ne vom concentra în cele ce urmează pe funcția setprecision, fiind de departe cea mai relevantă funcție dintre cele pe care le folosim în algoritmică.

Sintaxa ei este setprecision(int n), unde \(n\) este numărul de cifre folosite pentru afișarea valorilor reale; în funcție de context, poate reprezenta numărul total de cifre sau numărul de cifre de după punctul zecimal.

De exemplu, dacă vrem să afișăm primele 7 zecimale ale lui \(\pi\), putem face asta folosind următoarele instrucțiuni:

#include <cmath>
#include <iomanip>
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    double pi = atan(1) * 4;  // pi in functie de arctg
                              // arctg(1) = π/4

    cout << setprecision(7) << pi << '\n';           // 3.141593
    cout << setprecision(7) << 10 * pi << '\n';      // 31.41593
    cout << fixed << setprecision(7) << pi << '\n';  // 3.1415927
    cout << setprecision(7) << pi * 10 << '\n';      // 31.4159265
    return 0;
}

Observație

Fără manipulatorul fixed, setprecision controlează numărul total de cifre. După aplicarea lui fixed, controlează doar numărul de zecimale afişate.

Concluzii#

Aceste concepte vă permit să citiți și să afișați eficient date în aplicațiile voastre. Citirea din fișiere și formatarea precisă a valorilor sunt esențiale în multe aplicații algoritmice.