1.2  初窥输入/输出

C++并没有直接定义进行输入或输出（IO）的任何语句，而是由标准库（standard library）提供。IO库提供了大量的工具。然而，对许多应用，包括本书的例子而言，编程者只需要了解一些基本概念和操作。

本书的大多数例子都使用了处理格式化输入和输出的iostream库。iostream库的基础是两种命名为istream和ostream的类型，分别表示输入流和输出流。流是指要从某种IO设备上读入或写出的字符序列。术语“流”试图说明字符是随着时间顺序生成或消耗的。

1.2.1  标准输入与输出对象

标准库定义了四个IO对象。处理输入时使用命名为cin（读作see-in）的istream类型对象。这个对象也叫作标准输入（standard input）。处理输出时使用命名为cout（读作see-out）的ostream类型对象，这个对象也称为标准输出（standard output）。标准库还定义了另外两个ostream对象，分别命名为cerr和clog（分别读作“see-err”和“see-log”）。cerr对象又叫作标准错误（standard error），通常用来输出警告和错误信息给程序的使用者。而clog对象用于产生程序执行的一般信息。

一般情况下，系统将这些对象与执行程序的窗口联系起来。这样，当我们从cin读入时，数据从执行程序的窗口读入，当写到cout、cerr或clog时，输出写至同一窗口。运行程序时，大部分操作系统都提供了重定向输入或输出流的方法。利用重定向可以将这些流与所选择的文件联系起来。

1.2.2  一个使用IO库的程序

到目前为止，我们已经明白如何编译与执行简单的程序，虽然那个程序什么也不做。在开篇的书店问题中，有一些记录含有相同的ISBN，需要将这些记录进行汇总，也就是说需要弄清楚如何累加已售出书籍的数量。

为了弄清楚如何解决这个问题，我们先来看应如何把两数相加。我们可以使用IO库来扩充main程序，要求用户给出两个数，然后输出它们的和：

#include <iostream>

int main()

{

    std::cout << "Enter two numbers:" << std::endl;

    int v1, v2;

    std::cin >> v1 >> v2;

    std::cout << "The sum of " << v1 << " and " << v2

             << " is " << v1 + v2 << std::endl;

    return 0;

}

程序首先在用户屏幕上显示提示语：

Enter two numbers:

然后程序等待用户输入。如果用户输入

3  7

跟着一个换行符，则程序产生下面的输出：

The sum of 3 and 7 is 10

程序的第一行是一个预处理指示：

#include <iostream>

告诉编译器要使用iostream库。尖括号里的名字是一个头文件。程序使用库工具时必须包含相关的头文件。#include指令必须单独写成一行——头文件名和#include必须在同一行。通常，#include指令应出现在任何函数的外部。而且习惯上，程序的所有#include指示都在文件开头部分出现。

1. 写入到流

main函数体中第一条语句执行了一个表达式（expression）。C++中，一个表达式由一个或几个操作数和通常是一个操作符组成。该语句的表达式使用输出操作符（<<操作符），在标准输出上输出提示语：

std::cout << "Enter two numbers:" << std::endl;

这个语句用了两次输出操作符。每个输出操作符实例都接受两个操作数：左操作数必须是ostream对象；右操作数是要输出的值。操作符将其右操作数写到作为其左操作数的ostream对象。

C++中，每个表达式产生一个结果，通常是将运算符作用到其操作数所产生的值。当操作符是输出操作符时，结果是左操作数的值。也就是说，输出操作返回的值是输出流本身。

既然输出操作符返回的是其左操作数，那么我们就可以将输出请求链接在一起。输出提示语的那条语句等价于

(std::cout << "Enter two numbers:") << std::endl;

因为（std::cout << "Enter two numbers:"）返回其左操作数std::cout，这条语句等价于

std::cout << "Enter two numbers:";

std::cout << std::endl;

endl是一个特殊值，称为操纵符（manipulator），将它写入输出流时，具有输出换行的效果，并刷新与设备相关联的缓冲区（buffer）。通过刷新缓冲区，保证用户立即看到写入到流中的输出。

程序员经常在调试过程中插入输出语句，这些语句都应该刷新输出流。忘记刷新输出流可能会造成输出停留在缓冲区中，如果程序崩溃，将会导致程序错误推断崩溃位置。

2. 使用标准库中的名字

细心的读者会注意到这个程序中使用的是std::cout和std::endl而不是cout和endl。前缀std::表明cout和endl是定义在命名空间（namespace）std中的。命名空间使程序员可以避免与库中定义的名字相同引起的无意冲突。因为标准库定义的名字是定义在命名空间中，所以我们可以按自己的意图使用相同的名字。

标准库使用命名空间的副作用是，当我们使用标准库中的名字时，必须显式地表达出使用的是命名空间std下的名字。std::cout的写法使用了作用域操作符（scope operator，::操作符），表示使用的是定义在命名空间std中的cout。我们将在3.1节学习到程序中经常使用的避免这种冗长句法的方法。

3. 读入流

在输出提示语后，将读入用户输入的数据。先定义两个名为v1和v2的变量（variable）来保存输入：

int v1, v2;

将这些变量定义为int类型，int类型是一种代表整数值的内置类型。这些变量未初始化（uninitialized），表示没有赋给它们初始值。这些变量在首次使用时会读入一个值，因此可以没有初始值。

下一条语句读取输入：

std::cin >> v1 >> v2;

输入操作符（>>操作符）行为与输出操作符相似。它接受一个istream对象作为其左操作数，接受一个对象作为其右操作数，它从istream操作数读取数据并保存到右操作数中。像输出操作符一样，输入操作符返回其左操作数作为结果。由于输入操作符返回其左操作数，我们可以将输入请求序列合并成单个语句。换句话说，这个输入操作等价于：

std::cin >> v1;

std::cin >> v2;

输入操作的效果是从标准输入读取两个值，将第一个存放在v1中，第二个存放在v2中。

4. 完成程序

剩下的就是要输出结果：

std::cout << "The sum of " << v1 << " and " << v2

         << " is " << v1 + v2 << std::endl;

这条语句虽然比输出提示语的语句长，但概念上没什么区别。它将每个操作数输出到标准输出。有趣的是操作数并不都是同一类型的值，有些操作数是字符串字面值。例如

"The sum of "

其他是不同的int值，如v1,v2以及对算术表达式v1 + v2求值的结果。iostream库定义了接受全部内置类型的输入输出操作符版本。

在写C++程序时，大部分出现空格符的地方，可用换行符代替。这条规则的一个例外是字符串字面值中的空格符不能用换行符代替。另一个例外是换行符不允许出现在预处理指示中。