C++學習-入門到精通【11】輸入/輸出流的深入剖析

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一、流

C++的I/O是以一連串的字節流的方式進行的。在輸入操作中，字節從設備（例如，鍵盤、磁盤驅動器、網絡連接等）流向內存。在輸出操作中，字節從內存流向設備（例如，顯示屏、打印機、磁盤驅動器、網絡連接等）。入：表示進入內存；出：表示離開內存。以內存為參照物。

這里的流是一個抽象的概念，表示一個連續的數據序列。對于上面的不同設備而言，它們處理的數據格式其實并不相同，所以我們使用一個流的抽象概念將數據的生產者和消費者解耦（生產者只需將生成的數據給到流，之后輸出到各種設備的不同操作由流來決定；反之亦然。）這就使得程序只需關注數據本身，不需要關注到數據如何流動到不同設備之中。

應用程序通過字節傳達信息。字節可以組成字符、原始數據、圖形圖像、數字語音、數字視頻或者任何應用程序所需要的其他信息。系統I/O結構應該能持續可靠地將字節從設備傳輸到內存，反之亦然。這種傳輸在設備中往往包含一些機械運動，例如，磁盤的旋轉，或鍵盤的敲擊。數據傳輸所花費的時間遠遠大于處理器內部處理數據所需要的時間。所以I/O操作需要仔細計劃和協調，以保證最優的性能。

C++中同時提供低層次的和高層次的I/O功能。
低層次的I/O功能（也就是非格式化的I/O）指定字節應從設備傳輸到內存還是從內存傳輸到設備。這種傳輸通過針對單個字節，并提供速度快、容量大的傳輸。但是對于程序員來說不方便。
程序員通常更喜歡高層次的I/O（也就是格式化的I/O）。因為在這種輸出方式中字節被組成了有意義的單元，例如整數、浮點數、字符、字符串或者用戶自定義類型。除了大容量文件處理之外，這種面向類型的方法能夠滿足絕大多數的I/O處理。

1.傳統流和標準流

C++的傳統流庫（<stdio.h>中的函數）允許輸入/輸出char類型的字符。一個char只占據一個字節的大小，它只能表示一個字符的有限集（例如，ASCII字符集）。然而，許多語言使用的字母表包含更多的符號，這是單字節的char無法表示的。

C++包含標準流庫（,之類的庫），可以描述這些新的字符。

2.iostream庫的頭文件

絕大多數C++程序都包含了<iostream>頭文件，該頭文件中聲明了所有I/O操作所需的基礎服務。其中定義了cin、cout、cerr和clog對象，分別對應于標準輸入流、標準輸出流、無緩沖的標準錯誤流和有緩沖的標準錯誤流。同時還提供了非格式化和格式化的I/O服務。

<iomanip>頭文件中聲明了參數化流操縱符（例如，之前我們使用過的setw和setprecision）用于向格式化I/O提供有用的服務。

<fstream>頭文件中聲明了文件處理服務。

3.輸入/輸出流的類的對象

iostream庫提供了許多模板來處理一般的I/O操作。例如，類模板basic_istream支持輸入流操作，類模板basic_ostream支持輸出流操作，類模板basic_iostream同時支持輸入流和輸出流操作。

I/O流模板層次和運算符重載

模板basic_istream和basic_ostream派生自同一個基模板basic_ios。模板basic_iostream則從模板basic_istream和basic_ostream多重繼承而來。下面是它們的UML類圖。

運算符重載為輸入和輸出操作提供了更加方便的符號。左移運算符<<被重載用于實現流的輸出，被稱為流插入運算符，右移運算符>>被重載用于實現流的輸入，被稱為流提取運算符。這些運算符通常與標準流對象cin、cout、cerr和clog，以及用戶自定義的流對象一起使用。

標準流對象cin、cout、cerr和clog

預定義對象cin是一個istream類的實例，并且被綁定到標準輸入設備（通常是鍵盤）。在下面的語句中，流提取運算符>>用于使一個整形變量grade的值從cin輸入到內存。
cin >> grade;
注意，由編譯器確定grade的數據類型，并且選擇合適的流提取運算符重載。假設grade已經被正確的聲明，流提取運算符不需要附加任何類型信息（附加類型信息，就像C語言的I/O方式一樣，在函數中顯式的指定輸入數據的類型）。標準庫中重載的>>運算符可以用來輸入內置類型、字符串和指針的值。

預定義對象cout是一個ostream類的實例，并且被綁定到標準輸出設備（通常是顯示器）。在下面的語句中，流插入運算符<<用于將變量grade的值從內存中輸出到標準輸出設備：
cout << grade;
注意，這里也是由編譯器確定grade的數據類型，并且選擇合適的流插入運算符，因此流插入運算符也同樣不需要附加類型信息。

預定義對象cerr和clog都是ostream類的實例，且都被綁定到標準錯誤設備。對象cerr的輸出是無緩沖的。每個針對cerr的流插入的輸出必須立刻顯示，這對于迅速提示用戶發生錯誤非常合適。而對象clog是輸出是有緩沖的，每個針對clog的流插入的輸出先保存到緩沖區中，直到緩沖區被填滿或是被清空才會輸出。

文件處理模板

C++文件處理乃至類模板basic_ifstream、basic_ofstream和basic_fstream。模板basic_ifstream繼承自basic_istream，basic_ofstream繼承自basic_ostream，而basic_fstream則繼承自basic_iostream。它們的UML類圖如下：

二、輸出流

ostream提供了格式化的和非格式化的輸出功能。輸出功能包括使用流插入運算符<<執行標準數據類型的輸出；通過成員函數put進行字符輸出；通過成員函數write進行非格式化的輸出；十進制、八進制、十六進制格式的整數輸出；具有不同精確度的浮點數的輸出，或是具有強制小數點的浮點數的輸出；用指定符號填充數據域的輸出；以及使用科學計數法和十六進制符號表示的大寫字母的輸出。

1.char* 變量的輸出

C++能自動判定數據類型，這是它相對于C的一種改進。但是，這一特性有時候會產生一些問題。比如，現在我們要打印一個字符串的char*的值（該字符串首字符的地址）。然而，<<運算符已被重載用于打印將char*數據類型作為以空字符結尾的字符串。解決的辦法就是將char*強制轉化為void*類型（如果程序員想輸出一個地址，那么就都應該對指針變量進行這樣的轉換）。

下面就是分別以字符串形式和地址形式輸出char*的值的例子。

#include <iostream>
using namespace std;int main()
{const char* const word = "hehe";cout << "Value of word is " << word<< "\nValue of static_cast<const void*>(word) is " << static_cast<const void*>(word) << endl;
}

運行結果：

2.使用成員函數put進行字符輸出

可以使用成員函數put輸出字符，例如，語句：
cout.put('A');
就可以顯示單個字符A。put也可以級聯使用（該成員函數返回的也是一個ostream對象的引用）。例如，
cout.put('A').put('B');

三、輸入流

格式化的和非格式化的輸入功能是由istream來提供的。流提取運算符通常跳過輸入流中的空白字符（例如，空格、制表符和換行符），我們也可以改變它的這種行為。

在每個輸入操作之后，流提取運算符給接收到所提取的信息的流對象返回一個引用。如果引用被用作判斷條件（例如，while(cin >> grade)），那么將隱式調用流重載的void*強制轉換運算符函數，根據最后輸入操作的成功與否，將引用轉化為非空指針或是空指針值。 非空指針值轉化為bool值true，表示操作成功；空指針值則轉化成bool值false，表示操作失敗。

當試圖超過流的末尾進行讀取操作時，流重載的void*強制轉化運算符返回一個空指針，表示已經讀到文件的末尾。

每個流對象都包含一組狀態位來控制流的狀態（例如，格式化、設置錯誤狀態等），流重載的void*強制類型轉換運算符使用這些狀態位來決定是返回非空值還是空值。當輸入錯誤的數據類型時，流提取的failbit狀態位被設置；當操作失敗時，流的badbit位被設置。

1.get和getline成員函數

沒有實參的成員函數get從指定流中輸入一個字符（包括空白字符及其他非圖形字符，比如表示文件尾的鍵序列等），并將這個值作為函數調用的返回值返回。這個版本的get函數在遇到流中的文件尾時返回EOF值。

使用成員函數eof、get和put

下面代碼展示了成員函數eof、get和put的使用方法。

#include <iostream>
using namespace std;int main()
{int character;cout << "Before input, cin.eof() is " << cin.eof() << endl<< "Enter a sentence followed by end-of-file:" << endl;while ((character = cin.get()) != EOF){cout.put(character);}cout << "\nEOF in this system is: " << character << endl;cout << "After input of EOF, cin.eof() is " << cin.eof() << endl;
}

注意Windows系統中的文件結束符是通過組合鍵ctrl + z，UNIX系統中組合鍵ctrl + d。

運行結果：

注意，只有當程序試圖越過流中的最后一個字符進行讀操作時，eof函數才返回true。也就是只有當文件指針指向結束符時，還要再將進行讀取操作，此時eof函數才會返回true。

比較cin和cin.get

下面程序對使用流提取cin進行輸入（讀取字符直到遇到空白字符）和cin.get進行輸入的不同之處。注意下面代碼中使用get并沒有指定分隔符，所以它使用默認的分隔字符（\n）。

#include <iostream>
using namespace std;int main()
{const int SIZE = 80;char buffer1[SIZE];char buffer2[SIZE];cout << "Enter a sentence: " << endl;cin >> buffer1;cout << "\nThe string read with cin was:" << endl<< buffer1 << endl << endl;cin.get(buffer2, SIZE);cout << "The string read with cin.get was:" << endl<< buffer2 << endl << endl;
}

運行結果：

可以看到cin.get會遇到\n之前的，小于讀取字符數的所有字符。而使用cin進行讀取則只會讀取到第一次遇到空白字符之前的字符。

成員函數getline

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;int main()
{string str1;string str2;cout << "Enter a sentence: " << endl;getline(cin, str1, ' ');cout << "\nThe string read with getline(cin, str1, ' ') was:" << endl<< str1 << endl << endl;getline(cin, str2);cout << "The string read with get(cin, str2) was:" << endl<< str2 << endl << endl;
}

運行結果：

可以看到使用getline獲取的第二個string對象中，首字符并不是空格（被丟棄了）。

2.istream的成員函數peek、putback和ignore

putback這個成員函數對于掃描輸入流，在其中搜索以特定字符開頭的字段的應用程序很有用。

例如，此時我們要輸出一個以字母’a’開頭的單詞，所以我們需要從流讀取一個單詞的首字符判斷是否符合要求，在讀取到一個單詞的首字符為’a’時，我們要將這個單詞保存到一個變量中，但是因為我們已經從流中讀取了它的第一個字符，我們現在需要將這個字符’a’放回到流的最前面，使得我們可以從流中再次讀取到這個完整的單詞。

該函數也可以實現像上面的putback函數一樣的預讀操作。只是它壓根沒有把字符提取出來，所以也就不需要放回。

3.類型安全

C++提供類型安全的I/O。重載<<和>>運算符可接收各種指定類型的數據項，如果遇到意料之外的數據類型，各種相應的錯誤位就會被設置，用戶可以通過檢測錯誤位來判斷I/O操作是否成功。如果沒有為用戶自定義類型重載運算符<<和>>，并且試圖輸入或輸出一個該用戶自定義類型的對象的內容，那么編譯器就會報錯。

四、使用read、write和gcount的非格式化的I/O

下面給出一個使用read、write和gcount的例子。

#include <iostream>
using namespace std;#define SIZE 80int main()
{char buffer[SIZE];cout << "Enter a sentence:" << endl;cin.read(buffer, 20); // 從輸入流提取20個字符存入buffer中cout << "The sentence entered was: " << endl;cout.write(buffer, cin.gcount()); // 之前提取了多少個字符，就輸出多個字符cout << endl;
}

運行結果：

五、流操縱符簡介

C++提供多種流操縱符來完成格式化的任務。流操縱符的功能包括設置域的寬度、設置精確度、設置和取消格式狀態、設置域的填充字符、刷新流、向輸出流添加新行（并刷新流）、在輸出流中添加一個新字符、跳過輸入流中的空白，等等。

1.整數流的基數：dec、oct、hex和setbase

為了能夠更改流中整數的基數（默認的基數是10，也就是十進制），使之不局限于默認的基數，可以插入hex操縱符基數設置為十六進制，或者插入oct操縱符將基數設置為八進制。插入dec操縱符將整型流的基數重新設置為十進制。

當然除了使用上面提到的流操縱符，還可以使用setbase這個流操縱符來設置基數，該操縱符通過一個整數參數10、8、或16將基數分別設為十進制、八進制或十六進制。由于setbase有一個參數，所以也稱為參數化流操縱符。而要使用任何參數化的操縱符就必須包含<iomanip>這個頭文件。流的基數值只有被顯式更改才會發生變化，所以上面提到這些流操縱符的設置都是“黏性”的。

下面給出這幾個流操縱符的使用示例：

#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;int main()
{int number;cout << "Enter a decimal number: ";cin >> number;cout << number << " in hexadecimal is " << hex << number << endl;cout << dec << number << " in octal is " << oct << number << endl;cout << setbase(10) << number << " in setbase(7) is " << setbase(7) << number << endl<< "in setbase(10) is " << setbase(10) << number << endl;
}

運行結果：

從結果中可以看出setbase流操縱符只能設置為10、8或16這三種基數。

2.浮點精度

可以使用流操縱符setprecision或ios_base的成員函數precision來控制浮點數的精度（也就是小數點右邊的位數）。這兩種操作的設置都是黏性的。調用無參數的成員函數precision將返回當前的精度設置。

下面給出一個使用示例：

#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;int main()
{double d = 3.14159265359;cout << "The default precision is " << cout.precision() << "\n\n";cout << "With default precision d is " << d << "\n";cout.precision(8);cout << "With high precision d is " << d << "\n\n";cout << "Current precision is " << cout.precision() << "\n\n";cout << setprecision(6) << "With setprecision(6) d is " << d << "\n\n";cout << fixed;cout << "\nAfter setting fixed:\n\n";cout << "With cout.precision(6) d is ";cout.precision(6);cout << d << "\n\n";cout << "With setprecision(8) d is " << setprecision(8)<< d << "\n\n";
}

運行結果：

從結果中看，如果沒有使用流操縱符fixed，成員函數percision和參數化流操縱符setprecision設置的整個浮點數的有效數位；而使用fixed之后，它指定的就是小數點后面的有效位數。

3.位寬（width和setw）

成員函數width（基類是ios_basic）可以設置域寬（也就是輸出值所占的字符位數或是可輸入的最大字符數）并且返回原先的位寬。

如果輸出值的寬度比域寬小，則插入填充字符進行填充。寬度大于指定寬度的值不會被截短，會將整個值都打印出來。

提示
寬度設置只適用于下一次輸入或輸出（非黏性），之后的寬度被隱式地設置為0（默認設置）。

使用示例：

#include <iostream>
using namespace std;int main()
{int widthValue = 3;char sentence[10];cout << "Enter a sentence:" << endl;cin.width(5);  // 最多輸入5個字符while (cin >> sentence){cout.width(widthValue++);cout << sentence << endl;cin.width(5);}
}

運行結果：

注意，使用cin讀取字符時，會在遇到空白字符時停下，并跳過空白字符，下一次讀取直接從下一個非空白字符開始讀取。
使用width成員函數，會讀取(參數 - 1)個字符，因為需要在每次讀取的字符串后面添加一個\0。

所以才會出現上面的輸出。

4.用戶自定義輸入流操縱符

程序員可以創建自己的流操縱符。下面的代碼中展示了創建和使用新的無參數操縱符bell、carriageReturn、tab和endLine。對于輸出流操縱符來說，它們的返回類型都必須是ostream&類型的。

#include <iostream>
using namespace std;// 輸出一個\a
ostream& bell(ostream& output)
{return output << '\a';
}// 輸出一個 \r
ostream& carriageReturn(ostream& output)
{return output << '\r';
}// 輸出一個 \t
ostream& tab(ostream& output)
{return output << '\t';
}// 輸出一個 endl
ostream& endLine(ostream& output)
{return output << '\n' << flush;
}int main()
{cout << "Testing the tab manipulator:" << endLine<< 'a' << tab << 'b' << tab << 'c' << endLine;cout << "Testing the carriageReturn and bell manipulator:" << endLine<< ".....................";cout << bell;cout << carriageReturn << "---------" << endLine;
}

運行結果：

六、流的格式狀態和流操縱符

在I/O流操作中，可以使用多種流操縱符來指定各種格式。流操縱符可以控制輸出格式。

下表中列出了類ios_base中可能會使用到的流操縱符。

流操縱符	描述
skipws	跳過輸出流的空白字符。使用流操縱符noskipws來重置設置
left	域的輸出左對齊。必要時在右邊填充字符
right	域的輸出右對齊。必要時在左邊填充字符
internal	表示域中的數字的符號左對齊，同時域的數字的數值部分右對齊（中間使用填充字符填充）
boolalpha	指定bool類型的值以true或false的形式顯示。noboolalpha指定bool類型的值以1或0的形式顯示
dec	整數以十進制數顯示
oct	整數以八進制數顯示
hex	整數以十六進制數顯示
showbase	指明在數字的前面顯示該數的基數（以0開頭表示八進制，0x表示十六進制）。使用流操縱符noshowbase可以取消數字前的基數顯示
showpoint	指明浮點數必須顯示小數點。通常使用fixed流操縱符來確保小數點右邊數字的位數，即使全部為0。可以使用流操縱符noshowpoint重置該設置
uppercase	指明當顯示十六進制數時使用大寫字母，并且在科學計數法表示浮點數時使用大寫字母E。可以使用流操縱符nouppercase來重置該設置
showpos	在正數（負數本來就會顯示符號）前顯示加號（+）。可以使用流操縱符noshowpos來重置該設置
scientific	以科學計數法顯示輸出浮點數
fixed	以定點小數形式顯示浮點數，并指定小數點右邊的位數

1.尾數零和小數點（showpoint）

流操縱符showpoint強制要求浮點數的輸出必須帶小數點和尾數零。比如說浮點數79.0，在不使用showpoint時顯示79，使用showpoint時則顯示79.0000（尾數零取決于當前的精確度）。要重置showpoint的設定，需要使用流操縱符noshowpoint。

當不使用fixed或scientific時，精確度表示顯示的有效位數，而不是小數點后的數字的位數。

#include <iostream>
using namespace std;int main()
{cout << "Before using showpoint:" << '\n';cout << "6.6600 prints as: " << 6.6600 << endl<< "6.6000 prints as: " << 6.6000 << endl<< "6.0000 prints as: " << 6.0000 << "\n\n";cout << "After using showpoint:" << '\n';cout << showpoint << "6.6600 prints as: " << 6.6600 << endl<< "6.6000 prints as: " << 6.6000 << endl<< "6.0000 prints as: " << 6.0000 << "\n\n";
}

運行結果：

2.對齊（left、right和internal）

直接看下面的例子

#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;int main()
{int x = 12345;cout << "Default is right justified:" << endl<< setw(10) << x;cout << "\n\nUse std::left to left justify x:\n"<< left << setw(10) << x;cout << "\n\nUse std::internal to internal justify x:\n"<< showpos << internal << setw(10) << x;cout << "\n\nUse '*' to fill space x:\n"<< setfill('*') << setw(10) << x << endl;}

運行結果：

其中在使用internal流操縱符時，還輔以showpos和setfill這兩個流操縱符，其中showpos是顯示在數字前顯示符號，setfill是設置在輸出內容比域寬小時進行填充的字符。

3.內容填充（fill和setfill）

成員函數fill指定對齊域的填充字符。如果沒有字符被指定，則默認使用空格符填充。fill函數返回設定之前的填充字符。setfill流操縱符也用于設置填充字符。

可以參照上一個示例代碼。

其中成員函數fill的使用，只需要在其前面使用一個ostream對象即可，例如：cout.fill('*');

4.整數流的基數

使用流操縱符showbase可以要求整數的基數被輸出。

例如：

#include <iostream>
using namespace std;int main()
{int x = 100;cout << "Printing integers preceded by their base:" << endl<< showbase;cout << x << endl;cout << oct << x << endl;cout << hex << x << endl;
}

運行結果：

5.浮點數、科學計數法和定點小數記數法（scientific、fixed）

“黏性”流操縱符scientific和fixed可以控制浮點數的輸出格式。流操縱符scientific要求浮點數以科學計數法的格式輸出。流操縱符fixed要求浮點數以指定小數位數的形式顯示（可以使用成員函數precision或流操縱符setprecision指定小數位數）。如果不使用其他操縱符，由浮點數的值決定浮點數的輸出格式。

使用示例：

#include <iostream>
using namespace std;int main()
{double x = 0.001234567;double y = 1.946e9;cout << "Displayed in default format:\n"<< x << '\t' << y << endl;cout << "\nDisplayed in scientific format:\n"<< scientific << x << '\t' << y << endl;cout << "\nDisplayed in fixed format:\n"<< fixed << x << '\t' << y << endl;
}

運行結果：

6.大寫/小寫控制（uppercase）

流操縱符uppercase在輸出十六進制整數基數和科學計數格式的浮點數時，分別輸出大寫字母X和E。還可以使十六進制整數中的字母都以大寫字母形式顯式。在默認情況下，十六進制和科學計數格式的浮點數中的字母都以小寫字母顯示。如果要取消uppercase的設置，只需要輸出流操縱符nouppercase即可。

使用示例：

#include <iostream>
using namespace std;int main()
{cout << "Printing uppercase letters in scientific" << endl<< "notation exponents and hexadecimal values:" << endl;cout << uppercase << 4.28e10 << endl<< hex << showbase << 123456789 << endl;
}

運行結果：

7.指定布爾類型（boolalpha）

boolalpha和noboolalpha的設置為“黏性”的。直接看下面的示例：

#include <iostream>
using namespace std;int main()
{bool booleanValue = true;cout << "booleanValue is " << booleanValue << endl;cout << "booleanValue (after using boolalpha) is "<< boolalpha << booleanValue << "\n\n";cout << "\nswitch booleanValue and use noboolalpha" << endl;booleanValue = false;cout << noboolalpha << endl;cout << "booleanValue is " << booleanValue << endl;cout << "booleanValue (after using boolalpha) is " << boolalpha << booleanValue << endl;
}

運行結果：

8.通過成員函數flags設置和重置格式狀態

通過上面的學習，我們已經知道了如何使用流操縱符來更改輸出格式，那么我們在使用了流操縱符設置了格式之后，要如何將輸出格式重置為默認狀態呢？
無參數的成員函數flags將當前的格式設置以fmtflags數據類型（ios_base類中的）的形式返回，它表示了格式狀態。
擁有一個fmtflags參數的成員函數flags將格式狀態設置為其參數指定的格式狀態，并返回之前的狀態設定。

使用示例：

#include <iostream>
using namespace std;int main()
{int integerValue = 1000;double doubleValue = 0.0947628;// 顯示當前的格式狀態cout << "The value of the flags variable is: " << cout.flags()<< "\nPrint int and double in original format:\n"<< integerValue << '\t' << doubleValue << "\n\n";ios_base::fmtflags originalFormat = cout.flags();cout << showbase << oct << scientific; // 改變格式cout << "The value of the flags variable is: " << cout.flags()<< "\nPrint int and double in new format:\n"<< integerValue << '\t' << doubleValue << "\n\n";cout.flags(originalFormat); // 重置格式狀態cout << "The restored value of the flags variable is: " << cout.flags()<< "\nPrint values in original format again:\n"<< integerValue << '\t' << doubleValue << "\n\n";
}

運行結果：

七、流的錯誤狀態

流的狀態可以通過檢測ios_base類中的相應位來判斷。

注意，在絕大多數情況下，如果eofbit被設置了，那么failbit也會被設置。

#include <iostream>
using namespace std;int main()
{cout << "Before a bad input operation:"<< "\ncin.rdstate(): " << cin.rdstate()<< "\ncin.eof(): " << cin.eof()<< "\ncin.fail(): " << cin.fail()<< "\ncin.bad(): " << cin.bad()<< "\ncin.good(): " << cin.good() << "\n\n";int number;cout << "Expects an integer, but enter a character: ";cin >> number;cout << "\nAfter a bad input operation:"<< "\ncin.rdstate(): " << cin.rdstate()<< "\ncin.eof(): " << cin.eof()<< "\ncin.fail(): " << cin.fail()<< "\ncin.bad(): " << cin.bad()<< "\ncin.good(): " << cin.good() << "\n\n";cin.clear(); // 重置錯誤狀態，該函數的默認參數是std::ios_base::goodbitcout << "After cin.clear()" << "\ncin.rdstate(): " << cin.rdstate()<< "\ncin.eof(): " << cin.eof()<< "\ncin.fail(): " << cin.fail()<< "\ncin.bad(): " << cin.bad()<< "\ncin.good(): " << cin.good() << "\n\n";
}

運行結果：

當遇到文件尾時，輸入流有eofbit將被設置。當試圖越過流的末尾提取數據時，程序可以調用成員函數eof來判斷是否遇到了文件尾。遇到文件尾返回true，否則返回false。

當在流中發生格式錯誤時，failbit位將被設置，并且不會讀入任何字符，例如，像上面的測試程序一樣，預期從流中接收一個整數，但是接收到一個字符，在遇到這種情況時，這些字符不會丟失。成員函數fail將報告流操作是否失敗了。通常這種錯誤是可恢復的（數據沒有丟失）。

當發生數據丟失錯誤時，將會設置badbit位。成員函數bad將報告流操作是否失敗了。一般情況下，這種嚴重的錯誤是不可恢復的（數據已經丟失）。

如果流中的eofbit、failbit、badbit都沒有被設置，那么goodbit將設置。

成員函數rdstate返回流的錯誤狀態。可以使用該函數的返回值來判斷錯誤狀態，例如，將該函數的返回值與不同的錯誤位進行"相與"，結果為1的即是出現錯誤的狀態位。

成員函數clear重置流的錯誤狀態，默認參數為goodbit，既將流的狀態設為good。
所以也可以使用下面的語句將流的狀態設為錯誤cout.clear(ios::failbit);