# `std::basic_istream`总结

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

全局对象

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

3. 流定位

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

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

流打开模式

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sentry
    std::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sentry
    struct 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EOF
    while (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。