io_state 输入状态标志及检测函数、设置函数

本文介绍了C++中io_state枚举类型及其在输入/输出操作中的作用。io_state包括goodbit、Eofbit、failbit和badbit四个标志位,分别代表不同的错误状态。当流状态正常时,goodbit为1,其他标志位为0;反之,如果存在错误,goodbit为0。同时,文章探讨了输入状态标记位、状态测试函数和状态设置函数之间的相互关系。

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 C++中负责的输入/输出的系统包括了关于每一个输入/输出操作的结果的记录信息。这些当前的状态信息被包含在io_state类型的对象中。io_state是一个枚举类型(就像open_mode一样),以下便是它包含的值。

  • goodbit 无错误
  • Eofbit 已到达文件尾
  • failbit 非致命的输入/输出错误,可挽回
  • badbit 致命的输入/输出错误,无法挽回

这四个标记位均为bit位,标记值为0或者1,每个标记位0表示清除,1表示设置

 

其中failbit,badbit,Eofbit组成了流状态

当这3个标记位都设置为0,则流状态正常,3个标记位某一个或几个设置为1时,流状态出现相应的问题。

 

goodbit这个标记位是另一种流状态的表示方法

failbit,badbit,Eofbit这3个标记位都为0,即流状态无异常,goodbit标记位为1,表示流状态正常

failbit,badbit,Eofbit这3个标记位任何一个为1,即流状态有异常,goodbit标记位为0,表示流状态非正常

goodbit含义为:流状态正常  标记位。该位设置为1,表示流状态正常,为0则流状态非正常。

 

 1表示肯定,0表示否定,再结合标记位的名称,即可得出标记位当前状态的含义。

bool fail();
bool eof();
bool bad();
           
bool good();
这四个函数分别测试相应的标记位,如果标记位被设置,则相应的测试函数返回True。
如果将函数返回值进行输出,输出的并非Ture或者False,而是1或者0。
那么,这就表示如果测试函数的结果输出为1,表示对应的标记位被设置。
              
                  
比如,假设failbit被设置了(failbit值为1),则流状态出现了“fail”,即流状态异常,那么:
输入流将关闭,即cin不能再工作,且goodbit的值变为1。
而:
cout  << cin.fail()  <<  cin.eof() <<  cin.bad();
的输出为:
100
                         
下面来看看rdstate()函数:
rdstate()函数会返回当前的流状态。
还记得吗?流状态有两种表示方法:
1、failbit,badbit,Eofbit组成了流状态
2、goodbit这个标记位是另一种流状态的表示方法
rdstate()函数会用哪种流状态表示方法得出返回值?
答案是第一种,也就是说,rdstate()函数会返回流状态的详细情况。
如果将rdstate()函数的返回值进行输出,输出结果是一个十进制数,而不是failbit,Eofbit,badbit这3个标记位各自的当前值,为什么?
比如,仍然假设failbit被设置了,则:
cout << cin.rdstate();
的输出为:
4
为什么?
实际上,failbit,Eofbit,badbit这3个标志位的bit值可以视为一个整体,从而以一个二进制数的形式转化为十进制数
rdstate()函数返回的是流状态的详细情况,因此,将3个标记位的状态值视为一个整体进行输出。
注意到了吗?二进制数100转化为十进制就是4
3个标志位的bit位顺序是:
failbit Eofbit badbit                                
                  
接着看看输入对象是如何利用标记位状态的,以cin对象为例:
对于if (cin)这样的判断来说:
首先,cin将检测自己的状态是否正常。
当goodbit这个标记位为1时,即good()函数返回值为1,(或者说rdstate()函数返回值为0时),cin的值为True可以工作。
当goodbit这个标记位为0时,即good()函数返回值为0,(或者说rdstate()函数返回值非0时),cin的值为False,不可以工作。
然后,if语句根据cin的值进行判断。
记住:goodbit标记位为1时,是对其标记名称的肯定;而为0时,是对其标记名称的否定
                   

                 

再来看看输入状态标记位、状态测试函数、状态设置函数之间的关系:

输入状态标记位常量有以下几个:

标记位常量

常量

含义

failbit标记位的值

eofbit标记位的值

badbit标记位的值

转化为10进制

ios::failbit

输入(输出)流出现非致命错误,可挽回

1

0

0

4

ios::badbit

输入(输出)流出现致命错误,不可挽回

0

0

1

2

ios::eofbit

已经到达文件尾

0

1

0

1

ios::goodbit

流状态完全正常

0

0

0

0

 

下面来解释这张表格:

 ios::failbit    ios::badbit    ios::eofbit    ios::goodbit均为常量,它们任何一个都代表了一种流状态,因此称为“输入状态标记位常量”。

比如,ios::failbit表示的是流状态为

                           流的failbit标记位值为1,eofbit标记位值为0,badbit标记位的值为0。

         始终牢记:failbit,badbit,Eofbit组成了流状态

         注意:它们不是failbit、badbit、eofbit、goodbit这四个标记位的存贮变量。

                         

我们可以用输出语句来验证:

        cout << ios:: failbit << endl;
        cout << ios:: eofbit << endl;
        cout << ios:: badbit << endl; 

        cout << ios:: goodbit << endl;

输出的结果为:

4

2

1

0

同样是将3个标记位视为二进制数转化为十进制的原理。

 

下面分析clear()函数:

cin.clear(ios::failbit);

使得cin的流状态将按照ios::failbit所描述的样子进行设置:failbit标记位为1,eofbit标记位为0,badbit标记位为0。无需担心goodbit标记位,failbit、eofbit、badbit任何一个为1,则goodbit为0。(goodbit是另一种流状态的表示方法)

                                               

cin.clear(ios::goodbit);

使得cin的流状态将按照ios::goodbit所描述的样子进行设置:failbit标记位为0,eofbit标记位为0,badbit标记位为0。此时goodbit标记位为1,从另一个角度表示cin的流状态正常。

因此clear() 函数作用是:将流状态设置成括号内参数所代表的状态,强制覆盖掉流的原状态。

再来分析一下setstate()函数:

与clear()函数不同,setstate()函数并不强制覆盖流的原状态,而是将括号内参数所代表的状态叠加到原始状态上。

                         

比如,假设cin流状态初始正常:

cin.setstate  (ios::failbit);      //在cin流的原状态的基础上将failbit标记位置为1

cin.setstate  (ios::eofbit);     //在上一步结束的基础上,将cin流状态的eofbit标记位置为1

两条语句结束后,cin的faibit标记位和eofbit标记位均为1,badbit标记位为0

                                            

对比clear()函数的效果:

cin.clear  (ios::failbit);      //将cin的流状态置为ios::failbit所描述的状态

cin.clear  (ios::eofbit);     //将cin的流状态置为ios::eofbit所描述的状态

两条语句结束后,cin的eofbit标记位为1,而failbit标记位和badbit标记位为0

即使两种情况,在执行完各自的第一条语句后,cin的流状态情况相同,但当执行完第二条语句,本质区别就显露出来。

                                              

                                   

                                        

最后来看看如何利用rdstate()函数和输入状态标记位常量来判断输入流的状态:

#include <iostream>
using namespace std;

int main() 
{
        int a;
        cin>>a;
        cout<<cin.rdstate()<<endl; 
        if(cin.rdstate() == ios::goodbit)
        {
                cout<<"输入数据的类型正确,无错误!"<<endl;
        }
        if(cin.rdstate() == ios::failbit)
        {
                cout<<"输入数据类型错误,非致命错误,可清除输入缓冲区挽回!"<<endl;
        }

        system("pause");
        return 0;
}

利用前面所讲的rdstate() 函数返回值原理和输入状态标记位常量表,不难理解:

rdstate() 函数返回当前流对象的failbit、eofbit、badbit3个标记位状态的十进制值

输入状态格式常量也是failbit、eofbit、badbit3个标记位状态的十进制值

                           

比如cin流状态读取错误,即failbit标记位为1,eofbit标记位为0,badbit标记位为0,则:

cin.rdstate()的返回值为4,而格式常量ios::failbit的十进制也是4

因此,if(cin.rdstate() == ios::failbit) 判断为Ture

因此程序当中的两个if语句能有效识别出流状态

                                           

                                     

                                  

                              

                              

再来看看有些许不同的程序:

#include <iostream>
using namespace std;

int main() 

        cin.setstate(ios::failbit);

        cin.setstate(ios::eofbit);

        cout<<cin.rdstate()<<endl; 
        if(cin.rdstate() == ios::goodbit)
        {
                cout<<"输入数据的类型正确,无错误!"<<endl;
        }
        if(cin.rdstate() == ios::failbit)
        {
                cout<<"输入数据类型错误,非致命错误,可清除输入缓冲区挽回!"<<endl;
        }

        system("pause");
        return 0;
}

输出结果为:

6

请按任意键继续...

原因为何?

cin流状态被设置成failbit标记位置为1,eofbit标记位置为1,badbit标记位为0

那么cin.rdstate()的返回值二进制为110,十进制为6,即输出6。

参照输入状态标记位常量表:

ios::goodbit的二进制为000,十进制为0,因此if(cin.rdstate() == ios::goodbit)判断为False

ios::failbit的二进制为100,十进制为4,因此if(cin.rdstate() == ios::failbit)判断为False

然后system("pause"); 语句使得输出         请按任意键继续...

                                        

很有意思吧,cin对象明明failbit标记位为1,但表达式cin.rdstate() == ios::failbit却是False,这就是原因。

rdstate()函数与输入状态标记位常量的对比是严格按照数值对比的。

                                   

                                    

                             

                            

另外:关于cin对象,输入内容与接受的变量 完全匹配,部分匹配,完全不匹配的各种情况下,标记位将会如何变化,请参考http://blog.youkuaiyun.com/ygj149078299/archive/2005/11/29/538998.aspx

不对之处,敬请指教。

 


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