Interakcja z konsolą

Last modified: June 14, 2024

This article is written in: 🇵🇱

Interakcja z konsolą

Interakcja z konsolą jest kluczowym mechanizmem, który pozwala programowi na komunikację z użytkownikiem. Dzięki niej można wyświetlać informacje oraz odbierać dane wprowadzane przez użytkownika. Podczas uruchomienia programu, system operacyjny dostarcza trzy główne strumienie:

stdin - strumień wejściowy, skąd program odczytuje dane,
stdout - strumień wyjściowy, gdzie program wypisuje dane,
stderr - strumień błędów, służący do komunikatów o błędach.

W języku C

W języku C do interakcji z konsolą używamy funkcji z biblioteki stdio.h. Najczęściej są to printf (do wypisywania) oraz scanf (do odczytu).

Specyfikatory formatu dla `printf` i `scanf`

Specyfikator formatu	Typ danych	Opis
`%d`	int	Całkowita liczba ze znakiem
`%u`	unsigned int	Całkowita liczba bez znaku
`%ld`	long	Całkowita liczba długa ze znakiem
`%lu`	unsigned long	Całkowita liczba długa bez znaku
`%lld`	long long	Całkowita liczba długa długa ze znakiem
`%llu`	unsigned long long	Całkowita liczba długa długa bez znaku
`%f`	float	Liczba zmiennoprzecinkowa
`%lf`	double	Liczba zmiennoprzecinkowa podwójnej precyzji
`%Lf`	long double	Liczba zmiennoprzecinkowa z długą precyzją
`%c`	char	Znak
`%s`	char	Łańcuch znaków
`%p`	void	Adres wskaźnika

Funkcje wejścia/wyjścia

`printf`

Funkcja printf służy do wyświetlania danych na standardowym wyjściu. Może ona przyjmować różne specyfikatory formatu, które określają sposób wyświetlania danych. Przykłady użycia:

#include <stdio.h>

int main() {
    int liczba = 10;
    float liczbaZmiennoprzecinkowa = 3.14;
    char znak = 'A';
    char lancuch[] = "Hello, world!";

    printf("Liczba całkowita: %d\n", liczba);
    printf("Liczba zmiennoprzecinkowa: %.2f\n", liczbaZmiennoprzecinkowa);
    printf("Znak: %c\n", znak);
    printf("Łańcuch znaków: %s\n", lancuch);

    return 0;
}

`scanf`

Funkcja scanf służy do odczytywania danych ze standardowego wejścia. Także używa specyfikatorów formatu do określania typu danych, które mają być odczytane. Przykład użycia:

#include <stdio.h>

int main() {
    int liczba;
    float liczbaZmiennoprzecinkowa;
    char znak;
    char lancuch[100];

    printf("Podaj liczbę całkowitą: ");
    scanf("%d", &liczba);

    printf("Podaj liczbę zmiennoprzecinkową: ");
    scanf("%f", &liczbaZmiennoprzecinkowa);

    printf("Podaj znak: ");
    scanf(" %c", &znak); // Spacja przed %c jest potrzebna, aby zignorować białe znaki

    printf("Podaj łańcuch znaków: ");
    scanf("%s", lancuch);

    printf("Podano liczbę całkowitą: %d\n", liczba);
    printf("Podano liczbę zmiennoprzecinkową: %.2f\n", liczbaZmiennoprzecinkowa);
    printf("Podano znak: %c\n", znak);
    printf("Podano łańcuch znaków: %s\n", lancuch);

    return 0;
}

Obsługa błędów

Podczas pracy z wejściem i wyjściem warto obsługiwać błędy, które mogą wystąpić, na przykład w przypadku niepoprawnego formatu danych. Przykład obsługi błędów w C:

#include <stdio.h>

int main() {
    int liczba;

    printf("Podaj liczbę: ");
    if (scanf("%d", &liczba) != 1) {
        fprintf(stderr, "Błąd: nieprawidłowy format liczby.\n");
        return 1;
    }

    printf("Podałeś liczbę: %d\n", liczba);
    return 0;
}

Przykład zaawansowanego programu

Poniżej znajduje się bardziej zaawansowany przykład, który ilustruje użycie różnych typów danych oraz bardziej rozbudowanej logiki:

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char imie[50];
    int wiek;
    float wzrost;
    char kraj[50];

    printf("Podaj swoje imię: ");

W języku C++

W języku C++ do komunikacji z konsolą używamy biblioteki iostream. Dostarcza ona obiekty takie jak cin, cout, cerr, clog oraz funkcje takie jak getline.

Podstawowe operacje

cout z operatorem << służy do wypisywania na standardowe wyjście.
cin z operatorem >> wczytuje pojedynczą wartość ze standardowego wejścia.
getline(cin, string) pozwala wczytać cały wiersz tekstu, łącznie ze spacjami.

Przykład podstawowy

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int main() {
    string imie;
    int wiek;
    double wzrost;

    cout << "Podaj swoje imię: ";
    getline(cin, imie);

    cout << "Podaj swój wiek: ";
    cin >> wiek;

    cout << "Podaj swój wzrost (w metrach): ";
    cin >> wzrost;

    cout << "Twoje imię to " << imie << ", masz " << wiek << " lat i masz " << wzrost << " metra wzrostu." << endl;

    return 0;
}

W powyższym przykładzie program prosi użytkownika o podanie imienia, wieku i wzrostu, a następnie wyświetla te informacje. Dzięki getline(cin, imie), możemy wczytać pełne imię wraz ze spacjami.

Obsługa błędów

Podczas pracy z wejściem i wyjściem warto również obsługiwać błędy, które mogą wystąpić, na przykład w przypadku niepoprawnego formatu danych. Poniżej znajduje się przykład obsługi błędów w C++:

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    int liczba;

    cout << "Podaj liczbę: ";
    cin >> liczba;

    if (cin.fail()) {
        cerr << "Błąd: nieprawidłowy format liczby." << endl;
        return 1;
    }

    cout << "Podałeś liczbę: " << liczba << endl;
    return 0;
}

W tym przykładzie, jeśli użytkownik poda nieprawidłowy format danych, program wyświetli komunikat o błędzie i zakończy działanie.

Użycie manipulacji wejścia/wyjścia

Biblioteka iomanip dostarcza manipulatory, które pozwalają formatować wyjście:

#include <iostream>
#include <iomanip>

using namespace std;

int main() {
    double liczba = 123.456789;

    cout << "Domyślne wyjście: " << liczba << endl;
    cout << "Wyjście zaokrąglone do 2 miejsc po przecinku: " << fixed << setprecision(2) << liczba << endl;
    cout << "Wyjście w formacie naukowym: " << scientific << liczba << endl;

    return 0;
}

Obsługa wejścia z buforowaniem

Można również używać cin.sync() oraz cin.ignore(), aby radzić sobie z problemami buforowania wejścia:

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int main() {
    string imie;
    int wiek;

    cout << "Podaj swój wiek: ";
    cin >> wiek;

    cin.ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n'); // Ignoruje pozostałe znaki w buforze

    cout << "Podaj swoje imię: ";
    getline(cin, imie);

    cout << "Twoje imię to " << imie << ", masz " << wiek << " lat." << endl;

    return 0;
}

Kolorowanie tekstu w konsoli

Kolorowanie tekstu w konsoli można zrealizować za pomocą kodów ANSI (na systemach uniksowych) lub funkcji konsolowych systemu Windows.

Przykład użycia kodów ANSI (Linux/Unix)

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    cout << "\033[1;31m"; // Ustawienie koloru na czerwony
    cout << "Czerwony tekst" << endl;
    cout << "\033[0m";    // Resetowanie koloru

    return 0;
}

Przykład kolorowania w systemie Windows

#include <iostream>
#include <windows.h>

using namespace std;

int main() {
    HANDLE hConsole = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);

    SetConsoleTextAttribute(hConsole, FOREGROUND_RED);
    cout << "Czerwony tekst" << endl;

    SetConsoleTextAttribute(hConsole, FOREGROUND_RED | FOREGROUND_GREEN | FOREGROUND_BLUE);
    cout << "Domyślny kolor" << endl;

    return 0;
}

W powyższych przykładach pokazano, jak zmieniać kolor tekstu w konsoli, co może być użyteczne do wyróżniania komunikatów lub interfejsów użytkownika.