C++ 输入流

• 1. cin
• 2. std::getline()

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1. cin

   <iostream> 是 Input Output Stream 的缩写，是标准的输入、输出流库。定义了标准的输入、输出对象。
   Including <iostream> 还会自动包含<ios>，<streambuf>，<istream>，<ostream>和<iosfwd>。

   输入流： std::cin 是 istream 类的对象，它主要面向窄字符（narrow characters (of type char)）的标准输入流。

   输出流： std::cout 是 ostream 类的对象，它主要面向窄字符（narrow characters (of type char)）的标准输出流。

• I. std::cin 可以连续从键盘读取想要的数据，并忽略空格、tab 或 换行符。
• II. 可通过函数 cin.fail() 判断 cin 是否成功从缓冲区读取数据，若刚进行的操作失败，则返回真，否则返回假。
• III. 可通过函数 cin.eof() 判断 是否检测到文件尾，linux可通过Ctrl+D（window可过Ctrl+Z）模拟文件尾，当检测到 EOF后，cin.eof()返回true。

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1.1 operator>>

• operator>> 应用于输入流 std::cin 的运算符（operator >>）称作提取运算符。

• operator >> 函数原型如下：

istream& operator>> (bool& val);					// arithmetic types (1)
istream& operator>> (short& val);					// >> 右侧为缓冲区数据：
istream& operator>> (unsigned short& val);
istream& operator>> (int& val)
... // 此处省略其他同类型函数

istream& operator>> (streambuf* sb );				// stream buffers (2)	

istream& operator>> (istream& (*pf)(istream&));		// manipulators (3)	
istream& operator>> (ios& (*pf)(ios&));
istream& operator>> (ios_base& (*pf)(ios_base&));

   测试代码-1：

int main () {

	int tmp = 999;
    cin >> tmp;
    cout << "int value: " << tmp 
         << " \nbool(cin): " << bool(cin)
         << " \ncin.eof  : " << cin.eof() 
         << " \ncin.fail : " << cin.fail() << endl;
    
    return 0;
}

   测试代码-2：

int main () {

    vector<int> data;
	int tmp;

	while (cin >> tmp){				// 读取数据，将数据插入 vector中
		data.push_back(tmp);
		if (cin.get() == '\n')		// cin.get()读取 ','
            break;
	}

    for (auto& i:data)				// 打印 vector
        cout << i << " ";

    return 0;
}

• cin >> temp 会读取一个匹配类型，并将后续数据留在输入缓冲区中。
• 上述列子中，可以看出 cin.get()可帮忙读取一个间隔','字符，当连续输入两个','字符时，cin 读取到第二个','字符，因此bool(cin>>temp) 为 false，循环结束，导致 5 并未插入数组中。

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1.2 get()

• get() 有多种重载形式：
• I. get() 或 get(ch) 可读取缓冲区的下一个字符，哪怕是空格或回车，因此可以使用它来读取分隔符。

int get();
istream& get(char& c);		

   测试代码-1：

int main () {

    vector<int> data;
	int tmp;
    char ch;

    cin.get(ch);
    cin >> tmp;
    cout << ch << tmp;		//  即使 ch 为空格或回车，都会打印ch
    
    return 0;
}

 

• II. 下述原型函数中，函数 get() 从缓冲区读取字符串并将其存储在 C 风格的字符串中。

istream& get(char* s, streamsize n);			
istream& get(char* s, streamsize n, char delim);

   测试代码-2：

// istream& get(char* s, streamsize n);	
int main() {
	char ch;
	char array[20]; 
	cin.get(array,20);
	cin.get(ch);

	cout << array << " " << int(ch) << endl;
	return 0;
}

   测试代码-3：

// istream& get(char* s, streamsize n, char delim);
int main() {
	char ch;
	char array[20]; 
	cin.get(array,20,'A');			// 使用分隔符,遇到‘A’停止，‘A’留在输入缓冲中
	cin.get(ch);

	cout << array << " " << int(ch) << endl;   
	return 0;
}

 

• III. 还有一种参数类型为 streambuf 的get() 函数。

istream& get(streambuf& sb);						// 3. stream buffer
istream& get(streambuf& sb, char delim);

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1.3 getline()

• 从函数名可以看出，该函数读取一行数据。
• getline() 函数与 get() 功能相似，不同在于当遇到换行符时，getline() 将丢弃换行符，而get() 将换行符保留在输入缓冲中。

istream& getline(istream& is, string& str);
istream& getline(istream& is, string& str, char delim);		

int main() {
	char name[20];
    cin.getline(name,20);			// 1. 舍弃换行符

    char age[10];
	cin.getline(age,20,'A');		// 2. 分隔符‘A’

    char ch;
	cin.get(ch);

	cout << "name: " << name;
    cout << " age:  " << age;
    cout << " ch:   " << int(ch);  
	return 0;
}

• 可以看出，读取名称fufu后，舍弃了换行符。
• 继续读取 13!A 时，遇到分隔符 'A'，丢弃 'A'，此时输入缓冲区还剩下换行符。
• cin.get(ch) 读取换行符，打印出来对应的int为10.

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1.4 cin 的条件状态

• 最开始时简单的讲解了 cin.fail() 和 cin.eof()。这些函数都是与cin的错误处理有关的。这一节我们来分析一下cin的错误处理机制，

• 程序执行时有一个标志变量来表示流的异常状态，如： 当到达文件的结束位置时，eofbit 和 failbit 都会被置位。

• I/O流有四种条件状态，用三位标志位来控制：

    状态名称-----------标志位--------状态含义
    ios::goodbit		000 		流状态正常
    ios::badbit		001 		输入(输出流)出现致命错误，无法挽回 
    ios::eofbit		010			已到达文件尾
    ios::failbit		100			输入(输出流)出现错误，可挽回
  

int main() {
    cout << ios::goodbit << endl;
    cout << ios::badbit << endl;
    cout << ios::eofbit << endl;
    cout << ios::failbit << endl;

	return 0;
}

• 状态条件对应功能

    cin.eof()				eofbit 被置位时，该函数返回 true
    cin.fail()			failbit 被置位时，该函数返回 true
    cin.bad()				badbit 被置位时，该函数返回 true，表示当前正常
    cin.good()			goodbit 被置位时，该函数返回 true
    
    cin.clear(flags)			清空状态标志位，并将给定的标志位flags置为1，返回void。
    cin.rdstate()				返回流的当前状态，返回int类型的上述4种 状态
    cin.setstate(flags)		不清空当前状态，设置给定的状态 flags，返回 void
  

int main() {
	char str[20];
    int tmp = 999;

    cout << "good,bad,eof,fail: " << cin.good() << " " 
                                  << cin.bad()  << " " 
                                  << cin.eof()  << " "
                                  << cin.fail() << endl;    // 查看错误状态

	cin.getline(str, 5);                                    // 1. 读取4个字符
	cout << "good,bad,eof,fail: " << cin.good() << " " 
                                  << cin.bad()  << " " 
                                  << cin.eof()  << " "
                                  << cin.fail() << endl;
                                  
	cin.clear();                                            // 2. 清除输入流对象cin的异常状态
    cout << "good,bad,eof,fail: " << cin.good() << " " 
                                  << cin.bad()  << " " 
                                  << cin.eof()  << " "
                                  << cin.fail() << endl;

	cin >> tmp;                                             // 3. A 写入 int类型tmp, fail
    cout << "good,bad,eof,fail: " << cin.good() << " " 
                                  << cin.bad()  << " " 
                                  << cin.eof()  << " "
                                  << cin.fail() << endl;
    cin.clear();                                            // 4. 清除fail 
    cin >> tmp;
    cout << "tmp:" << tmp << endl;                          // 5. 在次将缓冲区的数据写入int类型，错误
                                                            //    因为前面 3.的读取失败，使得 'A' 留在了缓冲区
    cin.clear();
    cin.get();                                              // 6. get() 读取 'A'
    cin >> tmp;                                             // 7. 正确写入
    
	cout << "str:" << str << endl;
	cout << "tmp:" << tmp << endl;
	return 0;
}

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2. std::getline()

• 头文件 #include<string>中包含getline()方法如下：

istream& getline(istream& is, string& str, char delim);		// 1.
istream& getline(istream& is, string& str);					// 2.

• getline() 利用 istream 可以从标准输入设备键盘读取一行，当遇到如下几种情况会结束读操作：
  （1）文件结束，或发生其他错误。
  （2）遇到行分隔符，结束读取，分隔符被丢弃（输入缓存中的数据是分隔符的下一个）

int main()
{
	string str;
    getline(cin, str);				// 1. 读取下面的输入： fufufu

    string str_tmp;
	getline(cin, str_tmp, 'A');		// 2. 读取输入:loveU, 舍弃'A',缓冲区为 1和换行

    char ch;
    cin.get(ch);					// 3. 读取1

	cout << str_tmp << "###" << str << "###" << ch << endl;

	return 0;
}

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