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c++中istream类的超详细说明

时间:2022-03-09 15:35:36

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c++中istream类的超详细说明

根据前文,istream类是c++标准输入流的一个基类,本篇详细介绍istream类的主要成员函数用法。

1.istream的构造函数

从istream头文件中截取一部分关于构造函数的声明和定义,如下:

public:explicitbasic_istream(__streambuf_type* __sb): _M_gcount(streamsize(0)){this->init(__sb); }protected:basic_istream(): _M_gcount(streamsize(0)){this->init(0); }#if __cplusplus >= 03Lbasic_istream(const basic_istream&) = delete;basic_istream(basic_istream&& __rhs): __ios_type(), _M_gcount(__rhs._M_gcount){__ios_type::move(__rhs);__rhs._M_gcount = 0;}// 27.7.3.3 Assign/swapbasic_istream& operator=(const basic_istream&) = delete;basic_istream&operator=(basic_istream&& __rhs){swap(__rhs);return *this;}

可以看到istream类的默认构造函数是保护类型,而带参数的构造函数则是公有的,根据public和protected的功能,我们要定义一个istream对象,必须要在参数中传入streambuf类型的指针才可以,否则会报编译错误。

一个可用的例子如下:

#include <iostream>#include <fstream>using namespace std;int main(){filebuf buf;istream iii(&buf);return 0;}

这里应该有人会疑惑,怎么构造函数传的是filebuf类型的入参呢,原因是streambuf的构造函数也是保护类型,且只有一个无参构造函数,所以streambuf是不能直接定义一个对象的,需要使用它的继承者stringbuf或者filebuf,这里使用了filebuf。

另外需要注意的是istream类的拷贝构造函数和赋值函数也都是保护类型的,所以istream是不允许拷贝或者赋值的,所以它也不能直接作为返回类型和参数传递,很多时候需要使用引用来进行传递。

2.右移位>>操作符

部分重载>>操作符函数原型如下:

//重载一系列>>操作符,读取各种数据类型的数据放入输入流中__istream_type&operator>>(__istream_type& (*__pf)(__istream_type&)){return __pf(*this); }__istream_type&operator>>(__ios_type& (*__pf)(__ios_type&)){__pf(*this);return *this;}__istream_type&operator>>(ios_base& (*__pf)(ios_base&)){__pf(*this);return *this;}__istream_type&operator>>(bool& __n){return _M_extract(__n); }__istream_type&operator>>(short& __n);__istream_type&operator>>(unsigned short& __n){return _M_extract(__n); }__istream_type&operator>>(int& __n);__istream_type&operator>>(unsigned int& __n){return _M_extract(__n); }__istream_type&operator>>(long& __n){return _M_extract(__n); }__istream_type&operator>>(unsigned long& __n){return _M_extract(__n); }#ifdef _GLIBCXX_USE_LONG_LONG__istream_type&operator>>(long long& __n){return _M_extract(__n); }__istream_type&operator>>(unsigned long long& __n){return _M_extract(__n); }#endif__istream_type&operator>>(float& __f){return _M_extract(__f); }__istream_type&operator>>(double& __f){return _M_extract(__f); }__istream_type&operator>>(long double& __f){return _M_extract(__f); }

>>操作符可用于从缓冲区提取数据并存储在变量中,使用例子如下:

#include <iostream>#include <fstream>using namespace std;int main(){filebuf buf;//aaa.txt是文本文件,内容是1234if ( buf.open("aaa.txt", ios::in) == nullptr ){cout << "打开文件出错" << endl;return -1;}istream is(&buf);char c = 0x00;int i = 0;is >> c >> i;cout << "c=" << c << endl << "i=" << i << endl;return 0;}

输出结果如下:

c=1i=234

到这里,其实看到is这个变量的用法很熟悉,就是我们常用的cin的用法,因为cin它就是istream类型的对象嘛,这里我们可以大概猜测一下cin是怎么实现的,比如:

#include <iostream>#include <fstream>using namespace std;int main(){filebuf buf;if ( buf.open("/proc/self/fd/0", ios::in) == nullptr ){cout << "打开文件出错" << endl;return -1;}istream is(&buf);char c = 0x00;int i = 0;is >> c >> i;cout << "c=" << c << endl << "i=" << i << endl;return 0;}

执行程序以后,会等待输入,然后在输出,如下:

123c=1i=23

从键盘输入123,回车以后,输出了我们想要的结果,这样就实现了跟cin一样的功能。

/proc/self/fd/0是linux系统中标准输入文件,所以打开这个文件操作的话,反映在命令中中,就是在等待输入。

3.get函数

istream头文件中截取get函数声明,如下:

//从输入流中读取一个字符(包括空白字符)并返回,若遇到结束符则返回eof()int_typeget();//从输入流中读取一个字符并存储在引用参数__C中,如果遇到文件结束符,则__C为eof(),返回this指针__istream_type&get(char_type& __c);//从输入流中读取字符存储在__s指向的内存中,直到输入流被读取完或者读到了__n-1个字符才返回,其中如果在读取字符的过程中遇到了__delim所代表的字符,则提前返回,也就是说__delim相当于是一个终止字符__istream_type&get(char_type* __s, streamsize __n, char_type __delim);//从输入流中读取字符存储在__s指向的内存中,直到输入流被读取完或者读到了__n-1个字符才返回,其中如果遇到换行符,则提前返回,从实现看,可见就是上面那个函数的终止字符是换行符__istream_type&get(char_type* __s, streamsize __n){return this->get(__s, __n, this->widen('\n')); }//从输入流中读取字符存储在streambuf对象__sb中,与终止字符__delim返回__istream_type&get(__streambuf_type& __sb, char_type __delim);//同理,是以上函数终止字符为换行符__istream_type&get(__streambuf_type& __sb){return this->get(__sb, this->widen('\n')); }

get函数部分使用例子如下:

#include <iostream>#include <fstream>using namespace std;int main(){filebuf buf;if ( buf.open("/proc/self/fd/0", ios::in) == nullptr ){cout << "打开文件出错" << endl;return -1;}istream is(&buf);char g1 = 0x00;g1 = is.get();cout << "g1=" << g1 << endl;is.ignore();//该函数是用于忽略换行符,避免下一次读取会读到换行符char g2 = 0x00;is.get(g2);cout << "g2=" << g2 <<endl;is.ignore();char g3[12] = {0};is.get(g3, sizeof(g3), 'n');cout << "g3=" << g3 <<endl;return 0;}

4.getline函数用法

getline函数原型如下:

//读取一行的字符串放入__s指向的内存中,遇到终止字符__delim提前结束__istream_type&getline(char_type* __s, streamsize __n, char_type __delim);//读取一行的字符串放入__s指向的内存中,遇到换行符提前结束,相当于直接读取一行了__istream_type&getline(char_type* __s, streamsize __n){return this->getline(__s, __n, this->widen('\n')); }

用法如下:

#include <iostream>#include <fstream>using namespace std;int main(){filebuf buf;if ( buf.open("/proc/self/fd/0", ios::in) == nullptr ){cout << "打开文件出错" << endl;return -1;}istream is(&buf);char g3[12] = {0};is.getline(g3, sizeof(g3));cout << "g3=" << g3 <<endl;return 0;}

这里就是使用了重载的第二个getline函数,默认遇换行符结束。

此时我们输入:1234567,结果如下:

1234567g3=1234567

5.ignore函数和peek函数

函数原型如下:

//忽略输入流中的__n个字符,遇到字符__delim停止忽略并返回__istream_type&ignore(streamsize __n, int_type __delim);//忽略输入流中的__n个字符__istream_type&ignore(streamsize __n);//忽略输入流中字符__istream_type&ignore();//查看输入流中的下一个字符,但不会从输入流中取出来,字符指针位置也不会发生变化,就是看一眼int_typepeek();

使用方法如下:

#include <iostream>#include <fstream>using namespace std;int main(){filebuf buf;if ( buf.open("/proc/self/fd/0", ios::in) == nullptr ){cout << "打开文件出错" << endl;return -1;}istream is(&buf);char g1 = 0x00;char g3[12] = {0};is >> g1;cout << "g1=" << g1 << endl;is.ignore(2);is.ignore();char g2 = 0x00;g2 = is.peek();cout << "g2=" << g2 << endl;is.get(g3, sizeof(g3));cout << "g3=" << g3 << endl;return 0;}

操作结果如下:

1234567g1=1g2=5g3=567

从这里我们可以知道ignore()不带参数的是忽略一个字符,带参数就是忽略n个字符,而peek只是取出了字符,但并没有移动字符指针。

6.read函数和readsome函数

//读取__n长度的字符串保存在__s中,直到读取完成__n个字符或者遇到文件结束符,eofbit及failbit都被置为1__istream_type&read(char_type* __s, streamsize __n);/*提取字符存储在__s中,能提取多少取决于streambuf缓冲区中剩余的字符数,查看剩余字符数可使用rdbuf()->in_avail(),rdbuf()就是缓冲区,in_avail()返回还有多少没有处理的字符,rdbuf()->in_avail()取值有如下几种情况:-1 说明遇到文件结束符或者没有可提取字符0 说明无可提取字符>0 可提取min(rdbuf()->in_avail(), __n)个字符readsome函数返回实际提取的字符数*/streamsizereadsome(char_type* __s, streamsize __n);

使用例子如下:

#include <iostream>#include <fstream>using namespace std;int main(){filebuf buf;if ( buf.open("/proc/self/fd/0", ios::in) == nullptr ){cout << "打开文件出错" << endl;return -1;}istream is(&buf);char szRead[12] = {0};is.read(szRead, sizeof(szRead));cout << "szRead=" << szRead << endl;return 0;}

如果键盘输入不够12个字符,read函数读取不会返回,知道读取12个字符为止。

而如果read函数换成readsome函数,就会直接返回,并不会等待输入,也就是目前缓冲区有多少那么读多少,没有也不等待。

7.putback函数、unget函数、sync函数

函数原型如下:

//将前面从输入流中读取的字符__C返回到输入流,插入到当前指针位置,注意返回的字符一定要是之前读取过的,否则是不起作用的__istream_type&putback(char_type __c);//恢复上一个被读取的字符,重新放回到输入流中,恢复到它原本所在的位置__istream_type&unget();//刷新streambuf缓冲区,丢弃剩余没有读取的字符intsync();//返回上一次从流中提取的字节数streamsizegcount() const{return _M_gcount; }

实例如下:

#include <iostream>#include <fstream>using namespace std;int main(){filebuf buf;if ( buf.open("aaa.txt", ios::in) == nullptr ){cout << "打开文件出错" << endl;return -1;}istream is(&buf);char aa = 0x00;char szRead[12] = {0};int i = 0;is >> aa;cout << "aa=" << aa << endl;is >> aa;cout << "aa=" << aa << endl;is.putback('1');is >> aa;cout << "aa=" << aa << endl;is.unget();is >> i;cout << "i=" << i << endl;return 0;}

文件aaa.txt内容是1234,输出结果如下:

aa=1aa=2aa=1i=134

从结果可以看出putback可以放回之前提取的任意一个字符,而unget是直接放回上一个提取的字符。

8.tellg和seekg函数

//返回当前字符指针的位置pos_typetellg();//根据参数跳转当前字符指针位置,默认按照开始位置跳转__istream_type&seekg(pos_type);//根据参数跳转当前字符指针位置,ios_base::seekdir标示从什么位置开始跳转__istream_type&seekg(off_type, ios_base::seekdir);

一个实际使用案例如下:

#include <iostream>#include <fstream>using namespace std;int main(){filebuf buf;if ( buf.open("aaa.txt", ios::in) == nullptr ){cout << "打开文件出错" << endl;return -1;}istream is(&buf);char aa = 0x00;char bb = 0x00;aa = is.get();bb = is.get();cout << "tellg=" << is.tellg() << endl;is.seekg(1, ios::beg);//从文件开始处跳转一个位置cout << "tellg=" << is.tellg() << endl;return 0;}

结果如下:

tellg=2tellg=1

到这里,istream类的public成员函数就介绍完毕啦,若有不对之处,欢迎指正。

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