初学C++ ,cin 函数及其成员函数就容易把人搞懵了。下一一分析一下,整理一下思路。
一. cin<<
该操作符是根据后面变量的类型读取数据。
输入结束条件 :遇到Enter、Space、Tab键。(这个很重要!)
对结束符的处理 :丢弃缓冲区中使得输入结束的结束符(Enter、Space、Tab)。
程序一:
#include <iostream>
int main()
{
using namespace std;
const int ArSize = 20;
char name[ArSize];
char dessert[ArSize];
cout << "Enter your name:\n";
cin >> name;
cout << "Enter your favorite dessert:\n";
cin >> dessert;
cout << "I have some delicious " << dessert;
cout << " for you, " << name << ".\n";
return 0;
}
程序一的目的很简单:读取名字和爱好信息,然后输出.测试:
Enter your name:
Mao Zedong
Enter your favorite dessert:
I have some delicious Zedong for you, Mao.
在这个例子中 cin 读取Alistair 遇到空格(space)读取结束,让后把Zedong 留在缓冲区,等待读取。
当执行cin>>dessert时,cin到缓冲区里读取数据,Zedong就被狼吞虎咽的读到dessert里了。
二.cin.get()
函数有三种格式:无参,一参数,二参数
即cin.get(), cin.get(char ch), cin.get(array_name, Arsize)
读取字符的情况:
输入结束条件:Enter键
对结束符处理:不丢弃缓冲区中的Enter
cin.get() 与 cin.get(char ch)用于读取字符,他们的使用是相似的,
即:ch=cin.get() 与 cin.get(ch)是等价的。
(注:其实本身是有区别的,带参数的cin.get() 的返回值是流对象,而不带参数的返回值是int型;例如:
while((ch = cin.get() ) != EOF) {} ---正确(因为cin.get()那几个重载函数里面,只有不带参数的返回值是int型,而EOF为 -1)
while(cin.get(ch) != EOF) {} ---错误(因为带参数的cin.get() 的返回值是流对象)
)
编程序一改写一下:
程序一:
#include <iostream>
int main()
{
using namespace std;
const int ArSize = 20;
char name[ArSize];
char dessert[ArSize];
cout << "Enter your name:\n";
cin.get(name,ArSize);
cout << "Enter your favorite dessert:\n";
cin.get(dessert,ArSize);
cout << "I have some delicious " << dessert;
cout << " for you, " << name << ".\n";
return 0;
}
测试:
程序一的目的很简单:读取名字和爱好信息,然后输出.测试:
Enter your name:
Mao Zedong
Enter your favorite dessert:
I have some delicious for you, Mao Zedong.
为啥dessert又没有读取呢,因为cin.get()会把换行符"/n"留在缓冲区,所以cin.get(dessert,ArSize)读去的是换行符Enter。
解决办法:
cin.get(name,ArSize);下加一句
cin.get()把'/n'从缓冲区里取走,就可以了。
(注:由于cin.get(name,ArSize)为cin对象,所以可以写成
cin.get(name,ArSize).get(); )
三.cin.getline()
cin.getline() 与 cin.get(array_name, Arsize)的读取方式差不多,以Enter结束,可以接受空格字符。按照长度(Arsize)读取字符, 会丢弃最后的Enter字符。但是这两个函数是有区别的:cin.get(array_name, Arsize)当输入的字符串超长时,不会引起cin函数的错误,后面的cin操作会继续执行,只是直接从缓冲区中取数据。但是cin.getline()当输入超长时,会引起cin函数的错误,后面的cin操作将不再执行。(具体原因将在下一部分"cin的错误处理"中详细介绍)
四、cin的错误处理
cin的几个重要的函数:cin.fail(), cin.bad(), cin.good(), cin.clear(), cin.ignore()等。
序执行时有一个标志变量来标志输入的异常状态,其中有三位标志位分别用来标志三种异常信息,他们分别是:failbit,eofbit,badbit。这三个标志位在标志变量中是这样分配的:
-----------------------------------------
| 2 | 1 | 0 |
| failbit | eofbit | badbit |
-----------------------------------------
ios类定义了这四个常量badbit, eofbit, failbit, goodbit,其实这四个标志常量就是取对应标志位的掩码,也即输入的四种异常情况!
以上四个常量对应的取值为:
ios::badbit 001 输入(输出)流出现致命错误,不可挽回
ios::eofbit 010 已经到达文件尾
ios::failbit 100 输入(输出)流出现非致命错误,可挽回
ios::goodbit 000 流状态完全正常, 各异常标志位都为0
我们可以用输出语句来验证这几个常量的值:
cout << ios:: failbit << endl;
cout << ios:: eofbit << endl;
cout << ios:: badbit << endl;
cout << ios:: goodbit << endl;
输出的结果为:
4
2
1
0
【注意】它们不是failbit、badbit、eofbit、goodbit这四个标记位的存贮变量,而是四个标志四种异常状态的常量,其实他们就相当于取对应状态标志位的掩码。如果标志变量为flag,则flag & failbit 就取得fail标志位。
搞清楚了标志位的原理后,我们来看几个关于异常标志的函数:
1、 iostate ios::rdstate()
取标志变量的值,我们可以用该函数取得整个标志变量的值,再与前面定义的标志位常量相与就可以获得对应标志位的状态。如:
void TestFlags( ios& x ) // 获得x流的三个标志位状态
{
cout << ( x.rdstate( ) & ios::badbit ) << endl;
cout << ( x.rdstate( ) & ios::failbit ) << endl;
cout << ( x.rdstate( ) & ios::eofbit ) << endl;
cout << endl;
}
2、 bool ios::fail() const;
1 or true if rdstate & failbit is nonzero, otherwise 0 or false. (引用msdn)
其中rdstate即通过rdstate()取得的标识变量的值,与failbit相与,即取得failbit标志位的值,如果结果非零则放回true,否则返回false。即该函数返回failbit的状态,将标志位状态通过bool值返回。
3、 bool ios::bad() const;
1 or true if rdstate & badbit is nonzero; otherwise 0. (引用msdn)
与fail()相似。
4、 bool ios::good() const;
1 or true if rdstate == goodbit (no state flags are set), otherwise, 0 or false. (引用msdn)
改函数取goodbit的情况,即三个标志位都0(即没有任何异常情况)时返回true,否则返回false。
5、 void ios::clear(iostate _State=goodbit);
该函数用来重置标识变量,_State是用来重置的值,默认为goodbit,即默认时将所有标志位清零。用户也可以传进参数,如:clear(failbit),这样就将标识变量置为failbit(即:001)。
我们一般是用它的默认值,当cin出现异常,我们用该函数将所有标志位重置。如果cin出现异常,没有重置标志的话没法执行下一次的cin操作。如上一节的程序2的测试二为什么第二次输入操作没有执行?程序8中 cin>>ch 为什么没有执行?都是这个原因!!!
所以经常在程序中使用 cin.clear(), 为了重置错误标志!
6、 另外还有一个函数 void ios::setstate(iostate _State);
这个函数也是用来设置标识变量的,但与clear()不同。clear()是将所有标志清零,在置以参数新的标志。而该函数不清零其他的标志,而只是将参数对应的标志位置位。这个函数不是经常使用,这里不再赘述。
在搞清楚了这几个函数后,对cin输入操作的错误处理就有了比较深的了解了。下面我们回过头来看看上一节程序8的测试,因为第一次用getline()读取字符串超长,所以导致出现异常,大家可以查看一下标志位来验证一下!所以会导致后面的 cin>>ch 语句没有执行。那我们利用前面学习的clear()函数来强制重置错误标志,看看会出现什么情况呢?
程序9:
#include <iostream>
using namespace std;
int main ()
{
char ch, str[20];
cin.getline(str, 5);
cout<<"flag1:"<<cin.good()<<endl; // 查看goodbit状态,即是否有异常
cin.clear(); // 清除错误标志
cout<<"flag1:"<<cin.good()<<endl; // 清除标志后再查看异常状态
cin>>ch;
cout<<"str:"<<str<<endl;
cout<<"ch :"<<ch<<endl;
return 0;
}
测试输入:
12345[Enter]
输出:
flag1:0 // good()返回false说明有异常
flag2:1 // good()返回true说明,clear()已经清除了错误标志
str:1234
ch :5
【分析】程序执行结束还是只执行了一次读操作,cin>>ch还是没有从键盘读取数据,但是与程序8中不同,这里打印了ch的值为'5',而且在cin>>ch之前已经清楚了错误标志,也就是cin>>ch的读操作实际上执行了。这就是前面讲的cin读取数据的原理:它是直接从输入缓冲区中取数据的。此例中,第一次输入"12345", 而getline(str, 5)根据参数'5'只取缓冲区中的前4个字符,所以str取的是"1234",而字符'5'仍在缓冲区中,所以cin>>ch直接从缓冲区中取得数据,没有从键盘读取数据!
也就是当前一次读取数据出错后,如果缓冲区没有清空的话,重置错误标志还不够!要是能将缓冲区的残留数据清空了就好了哦!下面我们再来看一个很重要的函数!
7、 basic_istream& ignore(streamsize _Count = 1, int_type _Delim = traits_type::eof());
这个函数用来丢弃输入缓冲区中的字符,第一参数定义一个数,第二个参数定义一个字符变量。下面解释一下函数是怎样执行的:函数不停的从缓冲区中取一个字符,并判断是不是_Delim,如果不是则丢弃并进行计数,当计数达到_Count退出,如果是则丢弃字符退出。例:
cin.ignore(5, 'a'); 函数将不断从缓冲区中取一个字符丢弃,直到丢弃的字符数达到5或者读取的字符为'a'。下面我们看个程序例子:
测试一输入:
c[enter]
c[enter]
c[enter]
程序结束。(回车也算一个字符)
【分析】程序开始时缓冲区是空的,cin.ignore()到缓冲区中取数据,没有则请求从键盘输入,每次从键盘输入一个字符,如果不是'a'则丢弃,所以该测试中共输入了5次,直到计数达到5。
测试二输入:
c[enter]
a[enter]
程序结束。
【分析】前面两个字符不是'a'丢弃且计数没达到5,第二次输入为'a', 丢弃该字符程序结束!
丢弃一个字符:
我们看看这个函数的默认值,第一个参数默认为1,第二个参数默认为EOF。所以cin.ignore()就是丢弃缓冲区中的第一个字符,这在程序中也是比较常用的!我们回过头看看程序5,程序5中用cin.get()读取字符,第一次读取时用回车符结束,而get函数不丢弃回车符,所以回车符仍残留在缓冲区中,导致第二次读取数据直接从缓冲区中取得回车符!这与我们最初的用以是不相符的,既然cin.get()不会自动丢弃输入结束时的回车符,这里我们学会了ignore()函数,我们就可以自己手动求其回车符啊!所以程序5可以这样改动:
程序11:
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{ char c1, c2;
cin.get(c1);
cin.ignore(); // 用该函数的默认情况,丢弃一个字符,即上次输入结束的回车符
cin.get(c2);
cout<<c1<<" "<<c2<<endl; // 打印两个字符
cout<<(int)c1<<" "<<(int)c2<<endl; // 打印这两个字符的ASCII值
return 0;
}
测试一输入:
a[Enter]
b[Enter]
输出:
a
b
97 98
【分析】这样程序就正常了!
清空整个缓冲区:
其实该函数最常用的方式是这样的,将第一个参数设的非常大,将第二个参数设为'/n',这样就可以缓冲区中回车符中的所有残留数据,因为一般情况下前面输入残留的数据是没有用的,所以在进行新一次输入操作前将缓冲区中所有数据清空是比较合理。
如:cin.ignore(1024, '/n');
或者:cin.ignore(std::numeric_limits<std::streamsize>::max(), '/n');