Мюррей Хилл - C++ Страница 46

Поток может находиться в одном из следующих состояний:

enum stream_state (* _good, _eof, _fail, _bad *);

Если состояние _good или _eof, значит последняя операция ввода прошла успешно. Если состояние _good, то следующая опрация ввода может пройти успешно, в противном случае она зкончится неудачей. Другими словами, применение операции ввода к потоку, который не находится в состоянии _good, является пустой операцией. Если делается попытка читать в переменную v, и операция оканчивается неудачей, значение v должно отаться неизменным (оно будет неизменным, если v имеет один из тех типов, которые обрабатываются функциями членами istream или ostream). Отличие между состояниями _fail и _bad очень незначительно и предсавляет интерес только для разработчиков операций ввода. В состоянии _fail предполагается, что поток не испорчен и никакие символы не потеряны. В состоянии _bad может быть все что угодно.

Состояние потока можно проверять например так:

switch (cin.rdstate()) (* case _good: // последняя операция над cin прошла успешно break; case _eof: // конец файла break; case _fail: // некоего рода ошибка форматирования // возможно, не слишком плохая break; case _bad: // возможно, символы cin потеряны break; *)

Для любой переменной z типа, для которого определены операции «„ и “», копирующий цикл можно написать так:

while (cin»»z) cout «„ z «« «\n“;

Например, если z – вектор символов, этот цикл будет брать стандартный ввод и помещать его в стандартный вывод по одному слову (то есть, последовательности символов без пробла) на строку.

Когда в качестве условия используется поток, происходит проверка состояния потока, и эта проверка проходит успешно (то есть, значение условия не ноль) только если состояние _good. В частности, в предыдущем цикле проверялось состояние istream, которое возвращает cin»»z. Чтобы обнаружить, почему цикл или проверка закончились неудачно, можно исследовать состояние. Такая проверка потока реализуется операцией преоразования (#6.3.2).

Делать проверку на наличие ошибок после каждого ввода или вывода действительно не очень удобно, и обычно источником ошибок служит программист, не сделавший этого в том месте, где это существенно. Например, операции вывода обычно не проверяются, но они могут случайно не сработать. Парадигма потка ввода/вывода построена так, чтобы когда в С++ появится (если это произойдет) механизм обработки исключительных ситаций (как средство языка или как стандартная библиотека), его будет легко применить для упрощения и стандартизации обрабоки ошибок в потоках ввода/вывода.

8.4.3 Ввод Типов, Определяемых Пользователем

Ввод для пользовательского типа может определяться точно так же, как вывод, за тем исключением, что для операции ввода важно, чтобы второй параметр был ссылочного типа. Например:

istream amp; operator»»(istream amp; s, complex amp; a) /* форматы ввода для complex; "f" обозначает float: f ( f ) ( f , f ) */ (* double re = 0, im = 0; char c = 0;

s »» c; if (c == '(') (* s »» re »» c; if (c == ',') s »» im »» c; if (c != ')') s.clear(_bad); // установить state *) else (* s.putback(c); s »» re; *)

if (s) a = complex(re,im); return s; *)

Несмотря на то, что не хватает кода обработки ошибок, большую часть видов ошибок это на самом деле обрабатывать бдет. Локальная переменная c инициализируется, чтобы ее значние не оказалось случайно '(' после того, как операция окочится неудачно. Завершающая проверка состояния потока гарантирует, что значение параметра a будет изменяться только в том случае, если все идет хорошо.

Операция установки состояния названа clear() (очистить), потому что она чаще всего используется для установки состония потока заново как _good. _good является значением парметра по умолчанию и для istream::clear(), и для ostream::clear().

Над операциями ввода надо поработать еще. Было бы, в частности, замечательно, если бы можно было задавать ввод в терминах образца (как в языках Snobol и Icon), а потом проврять, прошла ли успешно вся операция ввода. Такие операции должны были бы, конечно, обеспечивать некоторую дополнителную буферизацию, чтобы они могли воссанавливать поток ввода в его исходное состояние после неудачной попытки распознавания.

8.4.4 Инициализация Потоков Ввода

Естественно, тип istream, так же как и ostream, снабжен конструктором:

class istream (*

// ... istream(streambuf* s, int sk =1, ostream* t =0); istream(int size, char* p, int sk =1); istream(int fd, int sk =1, ostream* t =0); *);

Параметр sk задает, должны пропускаться пропуски или нет. Параметр t (необязательный) задает указатель на ostream, к которому прикреплен istream. Например, cin прикреплен к cout; это значит, что перед тем, как попытаться читать симвлы из своего файла, cin выполняет

cout.flush(); // пишет буфер вывода

С помощью функции istream::tie() можно прикрепить (или открепить, с помощью tie(0)) любой ostream к любому istream. Например:

int y_or_n(ostream amp; to, istream amp; from) /* «to», получает отклик из «from» */ (* ostream* old = from.tie( amp;to); for (;;) (* cout «« "наберите Y или N: "; char ch = 0; if (!cin.get(ch)) return 0;

if (ch != '\n') (* // пропускает остаток строки char ch2 = 0; while (cin.get(ch2) amp; amp; ch2 != '\n') ; *) switch (ch) (* case 'Y': case 'y': case '\n': from.tie(old); // восстанавливает старый tie return 1; case 'N': case 'n': from.tie(old); // восстанавливает старый tie return 0; default: cout «« "извините, попробуйте еще раз: "; *) *) *)

Когда используется буферизованный ввод (как это происхдит по умолчанию), пользователь не может набрав только одну букву ожидать отклика. Система ждет появления символа новой строки. y_or_n() смотрит на первый символ строки, а остальные игноирует.

Символ можно вернуть в поток с помощью функции istream:: putback(char). Это позволяет программе «заглядывать вперед» в поток ввода.

8.5 Работа со Строками

Можно осуществлять действия, подобные вводу/выводу, над символьным вектором, прикрепляя к нему istream или ostream. Например, если вектор содержит обычную строку, завершающуюся нулем, для печати слов из этого вектора можно использовать приведенный выше копирующий цикл:

void word_per_line(char v[], int sz) /* печатет "v" размера «sz» по одному слову на строке */ (* istream ist(sz,v); // сделать istream для v char b2[MAX]; // больше наибольшего слова while (ist»»b2) cout «„ b2 «« «\n“; *)

Завершающий нулевой символ в этом случае интерпретируеся как символ конца файла.

В помощью ostream можно отформатировать сообщения, котрые не нужно печатать тотчас же:

char* p = new char[message_size]; ostream ost(message_size,p); do_something(arguments,ost); display(p);

Такая операция, как do_something, может писать в поток ost, передавать ost своим подоперациям и т.д. с помощью стадартных операций вывода. Нет необходимости делать проверку на переполнение, поскольку ost знает свою длину и когда он будет переполняться, он будет переходить в состояние _fail. И, нконец, display может писать сообщения в «настоящий» поток ввода. Этот метод может оказаться наиболее полезным, чтобы справляться с ситуациями, в которых окончательное отображение данных включает в себя нечто более сложное, чем работу с трдиционным построчным устройством вывода. Например, текст из ost мог бы помещаться в располагающуюся где-то на экране оласть фиксированного размера.

8.6 Буферизация

При задании операций ввода/вывода мы никак не касались типов файлов, но ведь не все устройства можно рассматривать одинаково с точки зрения стратегии буферизации. Например, для ostream, подключенного к символьной строке, требуется буферзация другого вида, нежели для ostream, подключенного к фалу. С этими пробемами можно справиться, задавая различные бферные типы для разных потоков в момент инициализации (обратите внимание на три конструктора класса ostream). Есть только один набор операций над этими буферными типами, поэтму в функциях ostream нет кода, их различающего. Однако фунции, которые обрабатывают переполнение сверху и снизу, виртальные. Этого достаточно, чтобы справляться с необходимой в данное время стратегией буферизации. Это также служит хорошим примером применения виртуальных функций для того, чтобы сдлать возможной однородную обработку логически эквивалентных средств с различной реализацией. Описание буфера потока в «stream.h» выглядит так:

struct streambuf (* // управление буфером потока

char* base; // начало буфера char* pptr; // следующий свободный char char* qptr; // следующий заполненный char char* eptr; // один из концов буфера char alloc; // буфер, выделенный с помощью new

// Опустошает буфер: // Возвращает EOF при ошибке и 0 в случае успеха virtual int overflow(int c =EOF);

// Заполняет буфер

// Возвращет EOF при ошибке или конце ввода, // иначе следующий char virtual int underflow();

int snextc() // берет следующий char (* return (++qptr==pptr) ? underflow() : *qptr amp;0377; *)

// ...

int allocate() //выделяет некоторое пространство буфера

streambuf() (* /* ... */*) streambuf(char* p, int l) (* /* ... */*) ~streambuf() (* /* ... */*) *);

Обратите внимание, что здесь определяются указатели, нобходимые для работы с буфером, поэтому обычные посимвольные действия можно определить (только один раз) в виде максимално эффективных inlinфункций. Для каждой конкретной стратгии буферизации необходимо определять только функции перепонения overflow() и underflow(). Например:

struct filebuf : public streambuf (*

int fd; // дескриптор файла char opened; // файл открыт

int overflow(int c =EOF); int underflow();

// ...

// Открывает файл: // если не срабатывает, то возвращет 0, // в случае успеха возвращает «this» filebuf* open(char *name, open_mode om); int close() (* /* ... */ *)