Мюррей Хилл - C++ Страница 45

который печатает

int a;

#line 13 «С++/main.c» int b;

Применение form() небезопасно в смысле того, что не вполняется проверка типа. Вот, например, хорошо хорошо извесный способ получить непредсказуемый вывод и/или дамп (core dump):

char x; // ... cout«„form(«bad input char: %s“,x);

Правда, она дает большую гибкость в том виде, который хорошо знаком программистам на C. Потоковый вывод можно смшивать с выводом в стиле printf().

В настоящее время нет полностью удовлетворительных средств, обеспечивающих форматированный вывод типов, опредляемых пользователем* В частности, вероятно нужно будет найти стандартный способ передавать функции вывода для определяемго пользователем типа информацию, которая позволит ей опредлить пространственные ограничения, вид заполнения, левое или правое выравнивание и т.п. такими, какими они определяются в ее вызове. Вполне осуществимый, но не идеальный подход состит в том, чтобы снабжать определяемый пользователем тип фунциями, которые порождают соответствующее строковое предсталение объекта, для которого они вызываются, аналогично форматирующим функциям oct(), hex() и т.д. Например:

class complex (* float re,im; public: // ... char* string(char* format) (* return form(format,re,im); *) *); // ... cout «„ z.string(«(%.3f,%.3f)“);

Память для хранения строк, которые возвращают form(), hex() и т.п., берется из одного статически размещаемого цилического буфера, поэтому не имеет смысла сохранять указтель, возвращаемый любой из этих функций, для дальнейшего ипользования. Указываемые символы будут меняться.

8.2.5 Виртуальная Функция Вывода

Иногда функция вывода должна быть virtual. Рассмотрим пример класса shape, который дает понятие фигуры (#1.18):

class shape (* // ... public: // ... virtual void draw(ostream amp; s); // рисует «this» на "s" *);

class circle : public shape (* int radius; public: // ... void draw(ostream amp;); *);

То есть, круг имеет все признаки фигуры и может обрабтываться как фигура, но имеет также и некоторые специальные свойства, которые должны учитываться при его обработке.

Чтобы поддерживать для таких классов стандартную пардигму вывода, операция «« определяется так:

ostream amp; operator«„(ostream amp; s, shape* p) (* p-“draw(s); return s; *)

Если next – итератор типа определенного в #7.3.3, то список фигур распечатывается например так:

while ( p = next() ) cout «« p;

8.3 Файлы и Потоки

Потоки обычно связаны с файлами. Библиотека потоков содает стандартный поток ввода cin, стандартный поток вывода cout и стандартный поток ошибок cerr. Программист может отрывать другие файлы и создавать для них потоки.

8.3.1 Инициализация Потоков Вывода

ostream имеет конструкторы:

class ostream (* // ... ostream(streambuf* s); // связывает с буфером потока ostream(int fd); // связывание для файла ostream(int size, char* p); // связывает с вектором *);

Главная работа этих конструкторов – связывать с потоком буфер. streambuf – класс, управляющий буферами; он описываеся в #8.6, как и класс filebuf, управляющий streambuf для файла. Класс filebuf является производным от класса streambuf.

Описание стандартных потоков вывода cout и cerr, которое находится в исходных кодах библиотеки потоков ввода/вывода, выглядит так:

// описать подходящее пространство буфера char cout_buf[BUFSIZE]

// сделать «filebuf» для управления этим пространством //связать его с UNIX'овским потоком вывода 1 (уже открытым) filebuf cout_file(1,cout_buf,BUFSIZE);

// сделать ostream, обеспечивая пользовательский интерфейс ostream cout( amp;cout_file);

char cerr_buf[1];

// длина 0, то есть, небуферизованный

// UNIX'овский поток вывода 2 (уже открытый) filebuf cerr_file(2,cerr_buf,0);

ostream cerr( amp;cerr_file);

Примеры двух других конструкторов ostream можно найти в #8.3.3 и #8.5.

8.3.2 Закрытие Потоков Вывода

Деструктор для ostream сбрасывает буфер с помощью откртого члена функции ostream::flush():

ostream::~ostream() (* flush(); // сброс *)

Сбросить буфер можно также и явно. Например:

cout.flush();

8.3.3 Открытие Файлов

Точные детали того, как открываются и закрываются файлы, различаются в разных операционных системах и здесь подробно не описываются. Поскольку после включения «stream.h» станвятся доступны cin, cout и cerr, во многих (если не во всех) программах не нужно держать код для открытия файлов. Вот, онако, программа, которая открывает два файла, заданные как параметры командной строки, и копирует первый во второй:

#include «stream.h»

void error(char* s, char* s2) (* cerr «„ s «« " " «« s2 «« «\n“; exit(1); *)

main(int argc, char* argv[]) (* if (argc != 3) error(«неверное число параметров»,"");

filebuf f1; if (f1.open(argv[1],input) == 0) error(«не могу открыть входной файл»,argv[1]); istream from( amp;f1);

filebuf f2; if (f2.open(argv[2],output) == 0) error(«не могу создать выходной файл»,argv[2]); ostream to( amp;f2);

char ch; while (from.get(ch)) to.put(ch);

if (!from.eof() !! to.bad()) error(«случилось нечто странное»,""); *)

Последовательность действий при создании ostream для именованного файла та же, что используется для стандартных потоков: (1) сначала создается буфер (здесь это делается поредством описания filebuf); (2) затем к нему подсоединяется файл (здесь это делается посредством открытия файла с помощью функции filebuf::open()); и, накрнец, (3) создается сам

ostream с filebuf в качестве параметра. Потоки ввода обрабтываются аналогично.

Файл может открываться в одной из двух мод:

enum open_mode (* input, output *);

Действие filebuf::open() возвращает 0, если не может окрыть файл в соответствие с требованием. Если пользователь пытается открыть файл, которого не существует для output, он будет создан.

Перед завершением программа проверяет, находятся ли птоки в приемлемом состоянии (см. #8.4.2). При завершении программы открытые файлы неявно закрываются.

Файл можно также открыть одновременно для чтения и запси, но в тех случаях, когда это оказывается необходимо, пардигма потоков редко оказывается идеальной. Часто лучше расматривать такой файл как вектор (гигантских размеров). Можно определить тип, который позволяет программе обрабатывать файл как вектор, см. Упражнения 8– 10.

8.3.4 Копирование Потоков

Есть возможность копировать потоки. Например:

cout = cerr;

В результате этого получаются две переменные, ссылающися на один и тот же поток. Гавным образом это бывает полезно для того, чтобы сделать стандартное имя вроде cin ссылающимся на что-то другое (пример этого см. в #3.1.6)

8.4 Ввод

Ввод аналогичен выводу. Имеется класс istream, который предоставляет операцию »» («взять из») для небольшого мнжества стандартных типов. Функция operator»» может опредляться для типа, определяемого пользователем.

8.4.1 Ввод Встроенных Типов

Класс istream определяется так:

class istream (* // ... public: istream amp; operator»»(char*); // строка istream amp; operator»»(char amp;); // символ istream amp; operator»»(short amp;); istream amp; operator»»(int amp;); istream amp; operator»»(long amp;); istream amp; operator»»(float amp;); istream amp; operator»»(double amp;); // ... *);

Функции ввода определяются в таком духе:

istream amp; istream::operator»»(char amp; c); (* // пропускает пропуски int a; // неким образом читает символ в "a" c = a; *)

Пропуск определяется как стандартнчй пропуск в C, через вызов isspase() в том виде, как она определена в «ctype.h» (пробел, табуляция, символ новой строки, перевод формата и возврат каретки).

В качестве альтернативы можно использовать функции get():

class istream (* // ... istream amp; get(char amp; c); // char istream amp; get(char* p, int n, int ='\n'); // строка *);

Они обрабатывают символы пропуска так же, как остальные символы. Функция istream::get(char) читает один символ в свой параметр; другая istream::get читает не более n символов в вектор символов, начинающийся в p. Необязательный третий праметр используется для задания символа остановки (иначе, терминатора или ограничителя), то есть этот символ читаться не будет. Если будет встречен символ ограничитель, он остнется как первый символ потока. По умолчанию вторая функция get будет читать самое большее n символов, но не больше чем одну строку, '\n' является ограничителем по умолчанию. Необзательный третий параметр задает символ, который читаться не будет. Например:

cin.get(buf,256,'\t');

будет читать в buf не более 256 символов, а если встртится табуляция ('\t'), то это приведет к возврату из get. В этом случае следующим символом, который будет считан из cin, будет '\t'.

Стандартный заголовочный файл «ctype.h» определяет неколько функций, которые могут оказаться полезными при осществлении ввода:

int isalpha(char) // 'a'..'z' 'A'..'Z' int isupper(char) // 'A'..'Z' int islower(char) // 'a'..'z' int isdigit(char) // '0'..'9' int isxdigit(char) // '0'..'9' 'a'..'f' 'A'..'F' int isspase(char) // ' ' '\t' возврат новая строка // перевод формата int iscntrl(char) // управляющий символ // (ASCII 0..31 и 127) int ispunct(char) // пунктуация:ни один из вышеперечисленных int isalnum(char) // isalpha() ! isdigit() int isprint(char) // печатаемый: ascii ' '..'-' int isgraph(char) // isalpha() ! isdigit() ! ispunct() int isascii(char c) (* return 0«=c amp; amp; c«=127; *)

Все кроме isascii() реализуются внешне одинаково, с прменением символа в качестве индекса в таблице атрибутов символов. Поэтому такие выражения, как

(('a'«=c amp; amp; c«='z') !! ('A'«=c amp; amp; c«='Z')) // алфавитный

не только утомительно пишутся и чреваты ошибками (на мшине с набором символов EBCDIC оно будет принимать неалфавиные символы), они также и менее эффективны, чем применение стандартной функции:

isalpha(c)

8.4.2 Состояния Потока

Каждый поток (istream или ostream) имеет ассоциированное с ним состояние, и обработка ошибок и нестандартных условий осуществляется с помощью соответствующей установки и проверки этого состояния.