std::basic_istream总结

概述

std::basic_istream是 C++ 标准库中用于高级字符流输入操作的类模板，定义于 <istream>头文件中。它提供格式化和非格式化输入功能，构建在 basic_streambuf接口之上。

常用类型定义

类型	定义
std::istream	std::basic_istream<char>
std::wistream	std::basic_istream<wchar_t>

全局对象

对象	描述
cin	标准 C 输入流 (stdin)
wcin	宽字符标准输入流

核心成员函数

1. 格式化输入

• ​**operator>>**: 提取格式化数据（如整数、字符串等）

2. 非格式化输入

函数	描述
get	提取字符
peek	读取下一个字符但不提取
unget	将字符放回输入流
putback	将字符放回输入流
getline	提取字符直到遇到指定分隔符
ignore	提取并丢弃字符直到遇到指定字符
read	提取字符块
readsome	提取当前可用的字符块
gcount	返回最后非格式化输入提取的字符数

3. 流定位

函数	描述
tellg	返回输入位置指示器
seekg	设置输入位置指示器

4. 其他功能

• ​**sync**: 与底层存储设备同步

• ​**swap**​ (C++11): 交换流对象（除关联缓冲区外）

继承的功能

来自 std::basic_ios

状态检查

函数	描述
good()	检查是否无错误
eof()	检查是否到达文件末尾
fail()	检查是否发生错误
bad()	检查是否发生不可恢复错误
operator!	错误检查（fail()的同义词）
operator bool	无错误检查（!fail()的同义词）

状态管理

• rdstate(): 返回状态标志

• setstate(): 设置状态标志

• clear(): 修改状态标志

来自 std::ios_base

格式化标志

标志	描述
dec	十进制整数 I/O
oct	八进制整数 I/O
hex	十六进制整数 I/O
left	左对齐输出
right	右对齐输出
scientific	科学计数法浮点输出
fixed	固定点表示法浮点输出
boolalpha	布尔值字母格式输入输出

流打开模式

模式	描述
in	打开用于读取
out	打开用于写入
binary	二进制模式打开
ate	打开后立即定位到文件末尾
app	每次写入前定位到文件末尾
trunc	打开时清空内容

特点说明

• 主要用于处理字符流的高级别输入操作

• 同时支持格式化和非格式化输入

• 通过虚继承从 std::basic_ios派生

• 通常唯一非继承的数据成员是 gcount()的返回值

• 提供 sentry 类用于输入操作前的准备工作

此总结涵盖了 std::basic_istream的主要功能和特性，适用于日常使用参考。

例子

std::basic_istream全面用法演示

我将全面展示 std::basic_istream的核心功能，包括格式化输入、非格式化输入、流状态管理、定位操作、自定义sentry类等高级用法。

1. 基础用法（格式化输入）

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <iomanip>void basic_usage() {// 1. 基本格式化输入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. 控制输入格式std::basic_istringstream<char> iss2("0x2A 0101");iss2 >> std::hex >> i;  // 十六进制输入std::cout << "Hex: " << i << "\n";iss2 >> std::oct >> i;  // 八进制输入std::cout << "Oct: " << i << "\n";// 3. 设置输入字段宽度std::basic_istringstream<char> iss3("123456");char buf[4];iss3 >> std::setw(4) >> buf;std::cout << "Width-limited: " << buf << "\n";
}

2. 非格式化输入操作

#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');  // 跳过2个字符或直到遇到'5'iss.get(c3);std::cout << "After ignore: " << c3 << "\n";// 6. gcount() 获取最后读取的字符数std::cout << "Last read count: " << iss.gcount() << "\n";
}

3. 流状态管理

#include <iostream>
#include <sstream>void stream_state() {std::basic_istringstream<char> iss("123 abc 456");// 1. 基本状态检查int val;iss >> val;if (iss.good()) {std::cout << "Good state: " << val << "\n";}// 2. 处理失败状态iss >> val;  // 尝试读取非数字if (iss.fail()) {std::cout << "Failed to read\n";iss.clear();  // 清除错误状态}// 3. 处理eof状态std::string str;while (iss >> str) {std::cout << "Read: " << str << "\n";}if (iss.eof()) {std::cout << "Reached EOF\n";}// 4. 综合状态检查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() 获取当前位置auto pos = iss.tellg();std::cout << "Start pos: " << pos << "\n";// 2. seekg() 绝对定位iss.seekg(5);char c;iss.get(c);std::cout << "Char at pos 5: " << c << "\n";// 3. seekg() 相对定位iss.seekg(2, std::ios_base::cur);iss.get(c);std::cout << "Char at pos+2: " << c << "\n";// 4. seekg() 从末尾定位iss.seekg(-3, std::ios_base::end);iss.get(c);std::cout << "Char 3 from end: " << c << "\n";// 5. 保存和恢复位置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. 高级用法（sentry类）

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

6. 综合示例（文件处理）

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <vector>void file_processing() {// 1. 创建测试文件{std::basic_ofstream<char> ofs("test.txt");ofs << "10 20 30\n40 50 60\n70 80 90\n";}// 2. 读取文件内容std::basic_ifstream<char> ifs("test.txt");if (!ifs) {std::cout << "Failed to open file\n";return;}std::vector<int> values;int val;// 3. 读取直到EOFwhile (ifs >> val) {values.push_back(val);// 检查流状态if (ifs.bad()) {std::cout << "Critical error\n";break;}if (ifs.fail()) {ifs.clear();ifs.ignore(1);  // 跳过错误字符}}// 4. 输出结果std::cout << "Read values:";for (int v : values) {std::cout << " " << v;}std::cout << "\n";// 5. 重新定位并读取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;
}

这个全面演示涵盖了：

1. 所有主要的格式化输入操作

2. 完整的非格式化输入方法

3. 详细的流状态管理

4. 全面的定位操作

5. 高级sentry类用法

6. 实际文件处理示例

每个示例都直接使用basic_istream及其相关组件，展示了从基础到高级的各种用法场景。