io_state 输入状态标志及检测函数、设置函数

最新推荐文章于 2024-04-06 01:06:25 发布

ygj149078299

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分类专栏： C++学习文章标签： io ios iostream system 测试工作

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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。

而goodbit这个标记位是另一种流状态的表示方法：

当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

当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：

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：

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：

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：

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。