1.Streams

cin,cout

1. 何时提示用户输入？

   当位置指针达到文件结尾（EOF）并且超过了缓冲区中的最后一个标记时，程序会挂起并等待用户输入。

2. 为什么 cout 操作不会立即将输出打印到控制台？输出什么时候才会被打印？

   因为 cout 的输出只是输出到了缓冲区，需要对缓冲区进行刷新才会打印到控制台。

   输出刷新的三种情况：

   1. 使用 cout << endl;
   2. 使用 cout << flush;
   3. 当 cin 正在等待用户输入时。

3. 在 >> 操作中，位置指针是在 token 前还是 token 后跳过空白字符？位置指针是否总是读取到空白字符？如果不是，请提供一个反例。

   位置指针执行以下操作：

   1. 在读取前跳过所有空白字符（空格、换行符等）。
   2. 读取字符，直到满足以下条件之一：
      • 遇到空白字符
      • 对于原始数据类型，读取足够多的字符以形成有效的变量
   3. 例如：如果从字符串 "86.2" 中提取一个整数，将得到 86，位置指针停在小数点之后。

读写文件

头文件和类型

• 头文件：<fstream>
• 类型：
  • ifstream：用于从文件读取。
  • ofstream：用于向文件写入。
  • fstream：可用于读写。

创建和使用流

• 创建 ifstream 实例：

ifstream myStream("myFile.txt");
int myInteger;
myStream >> myInteger; // 从 myFile.txt 中读取一个整数

• 使用 open 方法打开文件：

ifstream myStream; // 注意：没有指定文件
myStream.open("myFile.txt"); // 现在从 myFile.txt 中读取

文件打开检查

• 检查文件是否成功打开：

ifstream input("myfile.txt");
if (!input.is_open())
    cerr << "无法打开文件 myfile.txt" << endl;

注意事项

• 使用 ofstream 写入不存在的文件时，会创建新文件；若文件已存在，则覆盖内容。
• 由于 open 函数较早，因此使用 C++ 字符串时，需将其转换为 C 风格字符串（.c_str()）。

流操纵符（Stream Manipulators）

头文件和常用操纵符

• 头文件：<iomanip>
• setw：设置输出宽度。
• setfill：设置填充字符。

示例

cout << setw(10) << 137 << endl; // 设置宽度为10
cout << setfill('0') << setw(8) << 1000 << endl; // 使用 '0' 填充

其他流操纵符

• boolalpha：布尔值的文字输出。
• hex, dec, oct：设置数值的输出进制。

处理流错误

• 流错误可能发生在类型不匹配或读取失败的情况下。
• 流错误会使后续操作失败。

检查错误状态

• 使用 .fail() 检查流的错误状态。

void PrintTableBody()
{
    ifstream input("table-data.txt"); /* 遍历文件中的行并读取数据。 */
    int rowNumber = 0;
    while (true) {
        int intValue;
        double doubleValue;
        input >> intValue >> doubleValue;
        if (input.fail())
            break;
        cout << setw(COLUMN_WIDTH) << (rowNumber + 1) << " | ";
        cout << setw(COLUMN_WIDTH) << intValue << " | ";
        cout << setw(COLUMN_WIDTH) << doubleValue << endl;
        rowNumber++;
    }
}

上述的 while (true) 写法有些复杂，可以使用以下形式进行简化：

int intValue;
double doubleValue;
while (input >> intValue >> doubleValue) { 
    /* ... 处理值 ... */
}

cin和>>导致的错误

常见问题

• cin 读取整行数据但仅提取空白分隔的标记。
• 缓冲区中的残留数据可能导致 cin 在错误的时机等待输入。
• cin 失败后，所有后续操作也会失败。

示例和问题解释

int age;
cout << "请输入您的年龄：";
cin >> age; // 输入 "2.71828"，age 为 2
string password;
cout << "输入管理员密码：";
cin >> password; // 如果输入为 "password y"，将自动读取 'y'
if (password == "password") {
    cout << "是否要擦除硬盘（y 或 n）？";
    char yesOrNo;
    cin >> yesOrNo;
    if (yesOrNo == 'y')
        EraseHardDrive();
}

getline 的使用

问题与解决方案

• 使用 >> 读取可能导致问题，而 getline 可以避免这些问题。
• getline 读取直到换行符，并存储在字符串中。

示例

string myStr;
getline(cin, myStr); // 读取一整行

流操作符混用错误

与流提取操作符不同，getline 不会跳过流中仍然存在的空白字符。

int dummyInt;
string dummyString;

cin >> dummyInt; // 输入 10回车
getline(cin, dummyString); //dummyString的结果为空串

因此getline会找到cin输入中剩下的换行符，读取并丢弃，最后返回空字符串。

stringstream

概述和用法

• 头文件：<sstream>
• 用于在内存中的字符串缓冲区中读写数据。

示例

stringstream myStream;
myStream << "Hello!" << 137; // 写入数据
cout << myStream.str(); // 输出数据

另一个示例：

stringstream myConverter;
int myInt;
string myString;
double myDouble;

myConverter << "137 Hello 2.71828";           // 插入字符串数据
myConverter >> myInt >> myString >> myDouble; // 提取混合数据

综合实例：编写 getInteger 函数

在编写函数 getInteger 时，需要解决用户输入可能引发的两种错误：

1. 用户可能会输入非整数，导致 cin 失败。
2. 用户可能会输入过多的数据，例如 "137 246"，导致操作成功，但留下额外的数据可能会干扰后续读取。

为解决这些问题，可以采用以下方法：

• 使用 getline 从输入中读取整行数据，以便完整接受用户输入。
• 将所读数据保存在 stringstream 对象中，然后再从中使用 >> 进行数据提取，同时检查 stringstream 对象的状态。
• 读取完数据后，再次使用 >> 从 stringstream 对象中尝试读取数据。如果能够读取数据，说明用户输入过多。

下面是示例代码：

int getInteger(const string &prompt) {
    while (true) {
        cout << prompt;
        string line;
        if (!getline(cin, line))
            throw domain_error("读取失败");

        istringstream iss(line);
        int result;
        char trash;
        if (iss >> result && !(iss >> trash))
            return result;
    }
}

示例代码

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