重学C++Primer笔记7---标准IO库中输入输出流控制

1 IO标准库

  IO类型在三个头文件中定义：iostream定义读写控制窗口的类型；fstream定义读写已命名文件的类型；sstream定义的类型则用于读写存储在内存中的string对象。
  当然还有对国际字符的支持的标准库：wiostream，wfstream，wstringstream。

  使用IO标准库时，要注意：

• 标准库类型不允许做复制或赋值操作；如下面的操作就是错误的：
  ofstream out1,out2;
  out1 = out2;
• 形参或者返回类型也不能为流类型
• 一般情况下，如果要传递IO对象以便对它进行读写，可用非const引用的方式传递这个流对象，因为对IO对象的读写会改变它的状态，因此应用必须是非const类型；

2 流的状态和控制

• bad ，当badbit位置一时，则bad状态为true，即流已被破坏
• fail ，当failbit位置一时，则fail状态为true，即IO操作失败
• eof ，当eofbit位置一时，则eof状态为true，即流已经到达文件结束符
• good

  对流的状态的一些操作函数：

• clear(); 将流中所有状态都重置设为有效状态，即bad、fail、eof均变为false，good变为true。
• clear(flag); 将流中某个指定条件状态设置为有效。如clear(istream::failbit);
• setstate(flag); 如setstate(iftream::badbit);
• rdstate(); 返回流当前的状态

3 输入输出缓冲区的管理

3.1 ignore函数

  作用：提取输入字符并丢弃他们。
  函数原型：istream& ignore (streamsize n = 1, int delim = EOF)
  读取到前n个字符或在读这n个字符进程中遇到delim字符就停止，把读取的这些东西丢掉。

3.2 输入缓冲区：

  程序的输入都建有一个缓冲区，即输入缓冲区。如当一次键盘输入结束时会将输入的数据存入输入缓冲区，而cin函数直接从输入缓冲区中取数据。当从输入缓冲区读取数据失败后，会产生一个错误状态，此时，缓冲区的数据没有被读走，如果不清空缓冲区或者不读走这个错误的数据，那么下一次读还是产生错误状态。对于特殊的符号，比如Enter、Space、Tab键，会读入到缓冲区，但是读取的时候会丢弃掉，不会读走。
  因为输入流的刷新是没有定义处理方式的，所以用特殊的缓冲区‘清理’的方式：
cin.clear(); //这里如果用cin.clear(istream::failbit); 是不行的
cin.ignore(numeric_limits::max(),’\n’);
  或者再后面加上getchar()函数，将错误的数据读走，用fgets( sbuf, 1024, stdin ); 将缓冲中的所有字符读到sbuf，也能达到清空缓冲的目的。

3.3 输出缓冲区

• 标准输入对象：cin，有缓冲
• 标准输出对象：cout，有缓冲
• 标准错误对象：cerr，无缓冲输出
• 标准错误对象：clog，有缓冲输出
• 刷新输出缓冲区的方式：
  
  • cout << “hello” << flush; //刷新流，但不在输出中添加任何字符
  • cout << “hello” << endl; //刷新流，但是在输出缓冲区中先插入一个换行符，然后再刷新缓冲区
  • cout << “hello” << ends; //刷新流，先在输出缓冲区中插入一个空字符null，然后再刷新

  当然还可以用unitbuf操作符，这个操作符在每次执行完写操作后都刷新流。
cout << unitbuf << “hello1” << “hello2” ;
等价于
cout << “hello1” << flush << “hello2” << flush;

4 实验

  下面的程序只有输入整形数据才能正常，如果输入非整形，则会有相应状态改变。如果不清理输入缓冲区，那么缓冲区一直是错误的数据，一直会是fail状态，那么就会导致死循环（ctrl + c可以强制退出循环）。

#include <iostream>
#include <stdexcept>
#include <limits>

using namespace std;

int main(int argc,char **argv)
{
    int ival;
    while(cin >> ival,!cin.eof()){
        cout << "hello:" << cin.fail() << endl;
        if(cin.bad()){
            throw runtime_error("IO stream corrupted");
        }
        if(cin.fail()){
            cerr << "bad data,try again";
            cin.clear();
            cin.ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n');
            //上面两句可以用getchar();来替代，作用是清理错误的数据
            continue;
        }
        if(0 == ival)break;
    }
    return 0;
 }

ignore函数的实验：

#include <iostream>
#include <stdexcept>
#include <limits>

using namespace std;

int main(int argc,char **argv)
{
    int ival1, ival2;
    while(1)
    {
        cin >> ival1;
        cin.ignore(4, '5');
        cin >> ival2;
        cout << "ival1:" << ival1 << endl;
        cout << "ival2:" << ival2 << endl;
    }
    return 0;
}