C++スタイルの入出力 (I/O stream)
Cではコンソール入出力の際に，printf（）やscanf()といった関数を使っていました． C++でも，これらの入出力関数を使うこともできますが，新しいC++スタイルの入出力演算子(>>および<<)を使用することもできます． ここでは，C++の入出力に関連する内容を説明します．
練習課題
レポートプログラムの雛形ではC言語の入出力関数（scanfとprintf）を使用している． これらを全てC++言語の入出力演算子と定義済みストリームを使用した記述に書き換え，実行せよ． （main.cppの16，17行目，およびMyString.cppのprintString()）
解説1: 最も簡単なコンソール出力のサンプルプログラム
解説1-1)C++ヘッダ （#include<iostream>とは）
C言語のプログラムでは，ライブラリ関数を使うときにはヘッダファイルをインクルードしていました．例えば，入出力関数用ヘッダファイルのインクルードの際には，プログラムの先頭に以下のように書きました．
#include <stdio.h>
C++でも，このような書き方がサポートされています．しかし，標準C++では，さらに，新しい種類のヘッダが追加されました．新しいスタイルでは，ヘッダファイルではなく，識別子を指定します．".h"が無いことに注意してください．新しいスタイルのヘッダの例として以下のようなものがあります．
<iostream> 入出力関連ヘッダ
<fstream> ファイル入出力関連ヘッダ
※ 識別子とは，変数，関数，クラスなどを個々に識別するためにつける名前のことです．
解説1-2)std名前空間 "namespace"
C言語では，開発するソフトウェアの規模が大きくなるにつれ，他の関数や変数と同じ名前を使用してしまう"名前の競合（もしくは衝突）"の問題が生じました．
C++における"名前空間"は，名前の競合を防ぐ目的で，識別子の名前を局所化するために使用されます．同じ"田中さん"でも"宇都宮の田中さん"と"小山の田中さん"というようにして区別することができますね．この"宇都宮"，"小山"が名前空間に相当すると考えてください．
さて，Cではライブラリ関数の名前などは，グローバルな名前空間に置かれていました．
新しいスタイルのC++ヘッダの内容は std名前空間に置かれています．std名前空間の関数や変数を使用するには「std::cout」のようにスコープ解決演算子を用いる必要があります．
ここで現れた「std::cout」は，C言語でいうstdout（標準出力=コンソール出力：console out）に当たります．
また，「std::endl」は，改行（end of line）を示します．
解説1-3)出力演算子 << と入力演算子 >>
C++では出力演算子 << と 入力演算子 >> が定義されています．Cでは<<は左シフト，>>は右シフトでした．C++ではシフト演算子としても使用されますが，入出力の演算子としての役割もあります
どちらの機能になるかは，演算子の左側におかれたオブジェクトの型に依ります．演算子の左が数値型であればシフト，入出力ストリームオブジェクトであれば入出力演算になります．これが「演算子 << が多重定義されている」ということの意味です．
なお，C++の入出力演算子を使うには，<iostream>ヘッダをインクルードする必要があります．
解説2: using namespace"を使用したコンソール出力のサンプルプログラム
LIST1-1との違いは，何でしょうか？
解説2-1)"using namespace" について
以下の文を使用して，std 名前空間をデフォルトで参照可能（可視状態）にすることが出来ます．
using namespace std;
こうすることで，毎回スコープ解決演算子を用いて"std::"と書く必要がなくなります．
つまり，C++スタイルの入出力を使用する場合には，通常，プログラムの先頭に以下のように2行を記述することになります．
#include <iostream>
using namespace std;
もし，C++のコンパイラが古いバージョンで，上記の書き方ではエラーが発生する場合には，次のように1行で書くこともできます．
#include <iostream.h>
この場合はcoutなどはグローバル名前空間におかれます．
.h が付いている点とusing namespace ...の文がない点に注目してください．
解説3: 少し複雑なコンソール入出力のサンプルプログラム
実行例
| 整数値を入力してください 5 あなたが入力したのは 5 です 実数値を入力してください 3.141592 あなたが入力したのは ******3.14 です 1文字だけ入力してください a あなたが入力したのは a です 文字列を入力してください hello あなたが入力したのは hello です |
注目ポイント
入出力演算子（<<および>>）の右側に，文字列や数値の変数を置くことが出来る，ということに注目してください．
これも「演算子 << が多重定義されている」ということの意味です．
右辺に置いた変数(オブジェクト)の型に応じて，適切に表示してくれる，というのがC++スタイル入出力の良いところです．
一方，Cスタイルのprintfでは，書式文字列(%d,%fや%s)と，引数の型（int型，float型，文字列char[]型）が違うとおかしな表示になります．
解説3-1)C++の定義済みストリーム
ストリーム(stream)という英単語の意味は”流れ”ですね．ここでは，情報を流すための論理デバイスのことを言います．論理デバイスが，CやC++の入出力システムによって物理デバイス(キーボードや画面)とリンクされることでデータを入力したり，表示したりすることができるわけです．
Cでは，出力の際に，以下のように記述していました．
int i;
double d;
fprintf(stdout, "あなたが入力したのは %d です\n", i);
fprintf(stdout, "あなたが入力したのは %lf です\n", d);
printf("あなたが入力したのは %d です\n", i);
printf("あなたが入力したのは %lf です\n", d);
これを，C++では以下のように記述することができます．
cout << "あなたが入力したのは" << i << "です\n";
cout << "あなたが入力したのは" << d << "です" << endl;
書式指定子（%d，%lf など）がないですね． 書式指定子を気にしないでよいのはちょっと嬉しいですね．
C++の定義済みストリームを以下の表にまとめます．
| 意味 | デフォルトデバイス | Cとの対応 | |
| cin | 標準入力 | キーボード | stdin |
| cout | 標準出力 | 画面 | stdout |
| cerr | 標準エラー出力 | 画面 | stderr |
| clog | バッファを使うcerr | 画面 |
解説3-2)入出力マニピュレータ （manipulator:処理子，操作子）
入出力マニピュレータ(I/O manipulator)とは，入出力ストリームに対して使用できるオブジェクトです．先ほど登場した endl は改行文字(\n)を出力し，ストリームをフラッシュする入出力マニピュレータです．よく使用する入出力マニピュレータと，その使用例，実行結果を以下の表にまとめます．
なお，setw()のように仮引数をとるマニピュレータを使用するには<iomanip>をインクルードしておく必要があります．
| 目的 | 例 | 実行結果 | |
| endl | 改行文字(\n)を出力し， ストリームをフラッシュ |
cout << "hello" << endl; | hello |
| hex | hexフラグをオン | cout << hex << 255; | ff |
| oct | octフラグをオン | cout << oct << 9; | 11 |
| setw(int w) | フィールド幅をwに設定 | cout << setw(5) << 35; | ___35 ※注 |
| setprecision(int p) | 精度の桁数をpに設定 | cout << setprecision(3) << 2.5614; | 2.56 |
| setfill(int ch) | 充填文字をchに設定 | cout << setfill('*') << setw(4) << 5; | ***5 |
※注 ___ は半角スペース3つを表す．
ファイル入出力について
ファイル入出力の必要がある場合，入力ファイルが１つ・出力ファイルが１つまでであれば，コンソール入出力をファイルにつなぎかえる「リダイレクト機能」により，大抵の用事は済ますことが出来ます．リダイレクトの復習（プログラミング演習Iデバッガ）
ただし，ファイルを複数扱う場合や，ファイル中の場所を指定して一部だけを読み書きしたい場合には，プログラムの中でファイルを扱うための「ファイル入出力」の機能を使用する必要があります．