9.3 标准设备的输入/输出

本节对cin，cout，cerr，clog，>>和<<（提取和插入运算符）的使用细节作进一步讨论。

提高标准输入/输出的健壮性

◆ 1、标准设备输入使用要点：
cin为缓冲流。键盘输入的数据保存在缓冲区中，当要提取时，是从缓冲区中拿。如果一次输入过多，会留在那儿慢慢用，如果输入错了，必须在回车之前修改，如果回车键按下就无法挽回了。只有把输入缓冲区中的数据取完后，才要求输入新的数据。不可能用刷新来清除缓冲区，所以不能输错，也不能多输！
输入的数据类型必须与要提取的数据类型一致，否则出错。出错只是在流的状态字state（枚举类型io_state）中对应位置位（置1），程序继续。所以要提高健壮性，就必须在编程中加入对状态字state的判断。
空格和回车都可以作为数据之间的分格符，所以多个数据可以在一行输入，也可以分行输入。但如果是字符型和字符串，则空格（ASCII码为32）无法用cin输入，字符串中也不能有空格。回车符也无法读入。
输入数以后再输入字符或字符串：如果数后直接加回车，应该用cin.get()提取回车。如果还有空格，则要清空缓冲区。
◆ 2、程序运行状态：
状态字state为整型，其的各位在ios中说明：
enum ios_state
{
       goodbit=0x00, //流正常
       eofbit=0x01,    //输入流结束忽略后继提取操作；或文件结束已无数据可取
       failbit=0x02, //最近的I/O操作失败,流可恢复
       badbit=0x04, //最近的I/O操作非法,流可恢复
       hardfail=0x08     // I/O出现致命错误,流不可恢复,VC6.0++不支持
}

读取状态的有关操作如下：
inline int ios::rdstate() const //读取状态字
{return state;}

inline int ios:operator!() const //可用操作符!()代替fail()
{return state&(badbit|failbit);}

inline int ios::bad() //返回非法操作位
{ return state & badbit;}

inline void ios::clear(int _i) //人工设置状态,可用来清状态
{ lock();state=_i;unlock();}

inline int ios::eof() const //返回流(文件)结束位
{return state&eofbit;}

inline int ios::fail() const //返回操作非法和操作失败这两位
{return state&(badbit|failbit);}

inline int ios::good() const //正常返回1,否则返回0
{return state==0;}

◆ 3、举例：【例9.3】提高输入的健壮性。输入时需要故意输错，以测试健壮性。 （查看源码）

标准输入/输出成员函数

◆ 1、输入流成员函数声明
（1）字符输入：
    int istream::get();
    //提取一个字符,包括空格,制表,backspace和回车等,
    //与cin有所不同.注意返回为整型
    istream&istream::get(char &);
    istream&istream::get(unsigned char &);
提取一个字符,放在字符型变量中

（2）字符串输入：
    istream&istream::get(char *,int,char=’\n’);
    istream&istream::get(unsigned char *,int,char=’\n’);
    istream&istream::getline(char *,int,char=’\n’);
    istream&istream::getline(unsigned char *,int,char=’\n’);
提取的串放在第一个参数为开始地址的存储区（不查边界）；第二个参数为至多提取的字符个数（指定为n，最多取n-1个，再加一个字符串结束符）；第三个参数为结束字符，遇此字符则结束，默认为回车换行符。

get系列函数要求单独提取结束字符。getline提取字符串时如遇到指定结束符则提取该结束符，但不保存在串中。这两个函数都会在提取的一系列字符后加一个串结束符，返回值为对象本身(*this)。

（3）其他函数：
函数gcount()返回最后一次提取的字符数量,包括回车：
    int
istream::gcount();

函数ignore()读空（指定一个大的数量）缓冲区：
    istream&istream::ignore(int=1,int=EOF);
第一个参数为要提取的字符数量，默认为1；第二个参数为结束字符，提取该结束字符，但对所提取的字符不保存不处理，作用是空读。第二个参数的默认值EOF为文件结束标志。

在iostream中EOF定义为-1，在int get()函数中，读入输入流结束标志Ctrl+Z（^Z）时，函数返回EOF，为了能表示EOF的“-1”值，返回类型为int。采用cin.eof()函数，当前所读为EOF则返回非零，注意函数自身未从流中读取。

【例9.4】 ignore()和gcount()函数使用。（查看源码）

◆ 2、输出流成员函数声明：
    ostream&ostream::put(char);
    //输出参数字符
    ostream&ostream::put(unsigned char);
    ostream&ostream::put(signed char);
    ostream&ostream::flush();
    //刷新一个输出流,用于cout和clog

重载插入和提取运算符

重载必须保留原来的使用特性。重载只能在用户定义类中，将重载的运算符的函数说明为该类的友元函数：
    friend istream&operator>>(istream&,className&);
    friend ostream&operator<<(ostream&,className&);
函数的返回值是对输入或输出流的引用，这是为了保证在cin和cout中可以连续使用“>>”或“<<”运算符，与所有“>>”和“<<”重载函数一致。第一个参数是输入或输出流的引用，作为“>>”或“<<”的左操作数；第二个参数为用户定义类的引用，作为右操作数，流用作函数参数，必须是引用调用，不能是传值调用。

【例9.5】改进【例6.10】，重载插入运算符“<<”。（查看源码）

【例9.6】用户定义的复数类Complex的输入与输出。（查看源码）