std::basic_istream總結

概述

std::basic_istream是 C++ 標準庫中用于高級字符流輸入操作的類模板，定義于 <istream>頭文件中。它提供格式化和非格式化輸入功能，構建在 basic_streambuf接口之上。

常用類型定義

類型	定義
std::istream	std::basic_istream<char>
std::wistream	std::basic_istream<wchar_t>

全局對象

對象	描述
cin	標準 C 輸入流 (stdin)
wcin	寬字符標準輸入流

核心成員函數

1. 格式化輸入

• ?**operator>>**: 提取格式化數據（如整數、字符串等）

2. 非格式化輸入

函數	描述
get	提取字符
peek	讀取下一個字符但不提取
unget	將字符放回輸入流
putback	將字符放回輸入流
getline	提取字符直到遇到指定分隔符
ignore	提取并丟棄字符直到遇到指定字符
read	提取字符塊
readsome	提取當前可用的字符塊
gcount	返回最后非格式化輸入提取的字符數

3. 流定位

函數	描述
tellg	返回輸入位置指示器
seekg	設置輸入位置指示器

4. 其他功能

• ?**sync**: 與底層存儲設備同步

• ?**swap**? (C++11): 交換流對象（除關聯緩沖區外）

繼承的功能

來自 std::basic_ios

狀態檢查

函數	描述
good()	檢查是否無錯誤
eof()	檢查是否到達文件末尾
fail()	檢查是否發生錯誤
bad()	檢查是否發生不可恢復錯誤
operator!	錯誤檢查（fail()的同義詞）
operator bool	無錯誤檢查（!fail()的同義詞）

狀態管理

• rdstate(): 返回狀態標志

• setstate(): 設置狀態標志

• clear(): 修改狀態標志

來自 std::ios_base

格式化標志

標志	描述
dec	十進制整數 I/O
oct	八進制整數 I/O
hex	十六進制整數 I/O
left	左對齊輸出
right	右對齊輸出
scientific	科學計數法浮點輸出
fixed	固定點表示法浮點輸出
boolalpha	布爾值字母格式輸入輸出

流打開模式

模式	描述
in	打開用于讀取
out	打開用于寫入
binary	二進制模式打開
ate	打開后立即定位到文件末尾
app	每次寫入前定位到文件末尾
trunc	打開時清空內容

特點說明

• 主要用于處理字符流的高級別輸入操作

• 同時支持格式化和非格式化輸入

• 通過虛繼承從 std::basic_ios派生

• 通常唯一非繼承的數據成員是 gcount()的返回值

• 提供 sentry 類用于輸入操作前的準備工作

此總結涵蓋了 std::basic_istream的主要功能和特性，適用于日常使用參考。

例子

std::basic_istream全面用法演示

我將全面展示 std::basic_istream的核心功能，包括格式化輸入、非格式化輸入、流狀態管理、定位操作、自定義sentry類等高級用法。

1. 基礎用法（格式化輸入）

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <iomanip>void basic_usage() {// 1. 基本格式化輸入std::basic_istringstream<char> iss1("42 3.14 Hello");int i; double d; std::string s;iss1 >> i >> d >> s;std::cout << "Int: " << i << ", Double: " << d << ", String: " << s << "\n";// 2. 控制輸入格式std::basic_istringstream<char> iss2("0x2A 0101");iss2 >> std::hex >> i;  // 十六進制輸入std::cout << "Hex: " << i << "\n";iss2 >> std::oct >> i;  // 八進制輸入std::cout << "Oct: " << i << "\n";// 3. 設置輸入字段寬度std::basic_istringstream<char> iss3("123456");char buf[4];iss3 >> std::setw(4) >> buf;std::cout << "Width-limited: " << buf << "\n";
}

2. 非格式化輸入操作

#include <iostream>
#include <sstream>void unformatted_input() {std::basic_istringstream<char> iss("ABCDEFGHIJ\n123456");// 1. get() 系列方法char c1, c2, c3;iss.get(c1).get(c2);std::cout << "Got: " << c1 << c2 << "\n";// 2. getline() 方法char line[10];iss.getline(line, sizeof(line));std::cout << "Line: " << line << "\n";// 3. read() 方法char buffer[5];iss.read(buffer, 4);buffer[4] = '\0';std::cout << "Read: " << buffer << "\n";// 4. peek() 和 putback()c3 = iss.peek();std::cout << "Peek: " << c3 << "\n";iss.putback('X');iss.get(c3);std::cout << "After putback: " << c3 << "\n";// 5. ignore() 方法iss.ignore(2, '5');  // 跳過2個字符或直到遇到'5'iss.get(c3);std::cout << "After ignore: " << c3 << "\n";// 6. gcount() 獲取最后讀取的字符數std::cout << "Last read count: " << iss.gcount() << "\n";
}

3. 流狀態管理

#include <iostream>
#include <sstream>void stream_state() {std::basic_istringstream<char> iss("123 abc 456");// 1. 基本狀態檢查int val;iss >> val;if (iss.good()) {std::cout << "Good state: " << val << "\n";}// 2. 處理失敗狀態iss >> val;  // 嘗試讀取非數字if (iss.fail()) {std::cout << "Failed to read\n";iss.clear();  // 清除錯誤狀態}// 3. 處理eof狀態std::string str;while (iss >> str) {std::cout << "Read: " << str << "\n";}if (iss.eof()) {std::cout << "Reached EOF\n";}// 4. 綜合狀態檢查iss.clear();iss.setstate(std::ios_base::badbit);if (iss.bad()) {std::cout << "Bad bit set\n";}
}

4. 定位操作

#include <iostream>
#include <sstream>void positioning() {std::basic_istringstream<char> iss("0123456789ABCDEF");// 1. tellg() 獲取當前位置auto pos = iss.tellg();std::cout << "Start pos: " << pos << "\n";// 2. seekg() 絕對定位iss.seekg(5);char c;iss.get(c);std::cout << "Char at pos 5: " << c << "\n";// 3. seekg() 相對定位iss.seekg(2, std::ios_base::cur);iss.get(c);std::cout << "Char at pos+2: " << c << "\n";// 4. seekg() 從末尾定位iss.seekg(-3, std::ios_base::end);iss.get(c);std::cout << "Char 3 from end: " << c << "\n";// 5. 保存和恢復位置auto save_pos = iss.tellg();iss.seekg(0);iss.get(c);std::cout << "First char: " << c << "\n";iss.seekg(save_pos);iss.get(c);std::cout << "Restored char: " << c << "\n";
}

5. 高級用法（sentry類）

#include <iostream>
#include <sstream>void advanced_usage() {std::basic_istringstream<char> iss("   Hello World");// 1. 手動使用sentrystd::basic_istream<char>::sentry se(iss);if (se) {char c;iss.get(c);std::cout << "First non-whitespace: " << c << "\n";}// 2. 在自定義提取操作中使用sentrystruct Point { int x, y; };std::basic_istringstream<char> iss2("(10,20)");char dummy;Point p;iss2 >> dummy;  // 讀取'('if (dummy != '(') iss2.setstate(std::ios_base::failbit);std::basic_istream<char>::sentry se2(iss2);if (se2) {iss2 >> p.x >> dummy >> p.y;if (dummy != ',') iss2.setstate(std::ios_base::failbit);}iss2 >> dummy;  // 讀取')'if (dummy != ')') iss2.setstate(std::ios_base::failbit);if (iss2) {std::cout << "Point: (" << p.x << "," << p.y << ")\n";}
}

6. 綜合示例（文件處理）

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <vector>void file_processing() {// 1. 創建測試文件{std::basic_ofstream<char> ofs("test.txt");ofs << "10 20 30\n40 50 60\n70 80 90\n";}// 2. 讀取文件內容std::basic_ifstream<char> ifs("test.txt");if (!ifs) {std::cout << "Failed to open file\n";return;}std::vector<int> values;int val;// 3. 讀取直到EOFwhile (ifs >> val) {values.push_back(val);// 檢查流狀態if (ifs.bad()) {std::cout << "Critical error\n";break;}if (ifs.fail()) {ifs.clear();ifs.ignore(1);  // 跳過錯誤字符}}// 4. 輸出結果std::cout << "Read values:";for (int v : values) {std::cout << " " << v;}std::cout << "\n";// 5. 重新定位并讀取ifs.clear();ifs.seekg(0);std::string line;while (std::getline(ifs, line)) {std::cout << "Line: " << line << "\n";}
}int main() {basic_usage();unformatted_input();stream_state();positioning();advanced_usage();file_processing();return 0;
}

這個全面演示涵蓋了：

1. 所有主要的格式化輸入操作

2. 完整的非格式化輸入方法

3. 詳細的流狀態管理

4. 全面的定位操作

5. 高級sentry類用法

6. 實際文件處理示例

每個示例都直接使用basic_istream及其相關組件，展示了從基礎到高級的各種用法場景。