C/C++的流(stream)对象
C/C++有以下几种流对象的:
型别 名称 作用
istream cin 从input通道读入数据
ostream cout 将数据写到标准output通道
ostream cerr 将错误信息写到标准error通道
ostream clog 将日志信息写到标准logging通道
wistream wcin 从input通道读入宽字符数据
wostream wcout 将宽字符数据写到标准output通道
wostream wcerr 将宽字符错误信息写到标准error通道
wostream wclog 将宽字符日志信息写到标准logging通道
注意,以上对象均是全局对象,这意味着在多线程环境中使用它们时要非常小心,尤其是最常用的标准输入输出流(cin和cout)。
stream维护着一种状态,标志I/O是否成功,并且能够指明失败的原因。
stream定义了一些类型为iostate的产生过户来反映stream的状态。
这些状态(iostate类型)是ios_base的成员:
static const iostate badbit,eofbit,failbit,goodbit;
其意义如下:
badbit 毁灭性的错误,未定义的(不确定的)状态
eofbit 遇到end-of-file
failbit 错误,某个I/O操作未成功
goodbit 一切都好,没有其他状态位被设立
其中,failbit和badbit的却别在于:
failbit表示某项操作未能完成,单stream大体OK,通常是读入格式错误,如要读一个int值,输入的却是字符串(通常是可以挽回的)。
badbit表示因不明原因丢失或损坏数据,如将stream定位于文件起始端的前方(通常是不可挽回的)。
注意,通常eofbit和failbit同时出现,因为在end-of-file之后读取操作也会失败!
这些状态的常量定义域ios_base类里,并非全局的,因此使用的时候需要加上域作用符(ios_base或者其子类),如:
std::ios_base::eofbit,std::ios::eofbit ///(ios派生自ios_base)
C++还定义了一些处理stream状态的成员函数:
good() 若stream正常无误则返回true(表示goodbit成立)
eof() 若遇到end-of-file则返回true(表eofbit成立)
fail() 若发生错误则返回true(表failbit||badbit成立)
bad() 若发生毁灭性错误则返回true(表badbit成立)
rdstate() 返回当前stream已设立的所有标志
clear() 返回当前stream所有标志
clear(state) 返回当前stream所有标志后,设立state
setstate(state) 追加标志state
后三个常用于异常处理。
关于4个状态标志的解释:
1.输入(输出)对象中的流状态成员标记了输入(输出)流当前的状况,当eofbit、badbit、failbit三个标记位均为0时表示流状态正常。
2.一但某个或几个标记位被设置,表示对象的流状态出现相应状况,流将对后面的输入(输出)关闭,直到标记位被清除。
3.只有在流状态良好(goodbit)的情况下,if或者while对该输入(输出)对象的判断才能是true。
if(cin>>input)
cout<<input<<endl;
else
cout<<"input error"<<endl;
if(!cin)
cou<<"input error"<<endl;
else
cout<<input<<endl;
//第一次代码结束
if(cin>>input)
cout<<input<<endl;
else
cout<<"input error"<<endl;
if(!cin)
cou<<"input error"<<endl;
else
cout<<input<<endl;
//重复代码结束
如果输入567a,输出是:
567
567
input error
input error
过程:第一次">>"操作符截取了输入的"567",此时流状态正常;第二次时,">>"抽取的"a"与int类型不匹配,此时cin的failbit标志位置1,goodbit标志位置0,且在恢复之前,流将对后面的输入关闭。
在例3.5中,代码如下:
#include<pthread.h>
#include<iostream>
#include<unistd.h>
using namespace std;
void *thread(void *arg)
{
cout << "in thread, tid = " << pthread_self() << endl;
sleep(60);
return (void *)12;
}
int main()
{
pthread_t tid;
if(pthread_create(&tid, NULL, thread, 0) != 0)
{
cout << "pthread_create error" << endl;
return 0;
}
pthread_cancel(tid);
int *r;
pthread_join(tid, (void**)&r);
cout << PTHREAD_CANCELED << endl;
cout << r << endl;
cout << "in main thread, tid = " << pthread_self() << endl;
return 0;
}
某些环境下,由于两个线程的竞争会使cout出错(failbit和badbit)。解决方法:
1.加互斥量,同步对cout的访问。对本例不太适用,原因:"pthread_cancel()"且两个进程的推进顺序具有随机性,仅仅简单的加锁非但不能解决问题,而且可能造成死锁(除非进行更精确的控制,但这无疑增大了开销,且降低线程间的并行性)。另一篇文章“printf和cout的线程安全问题”(http://blog.csdn.net/hujiao199/article/details/5002474)也进行了加锁,但cout冲突访问依然存在。凡是在临界区中可能导致线程中途退出,从而不能解锁的都不适用。"Linux学习之互斥量的封装二:封装临界区"提供了一种可靠的临界区类,保证了程序在异常终止和中途退出的情况下也能正确解锁。当仅使用该方法依然不能解决3.5的问题,需要配合操作流状态的函数(把状态标志置为正常)才行。
2.如上所述,用printf或其他线程安全的函数取代cout进行输出。经测试,此方法对例3.5有效。
3.在子线程中cout前忽略PTHREAD_CANCELE信号,cout后再恢复。对3.5这种子线程业务逻辑简单的可行,但对业务逻辑复杂的子线程,一样不容易进行控制(线程推进顺序的随机性)。
最后,记一下"endl"、"\n"和"flush":(本段来自"详解flush函数——endl控制符和'\n'换行符的区别":http://hi.baidu.com/tachun/blog/item/30b1ce0f9b849a2d6159f3e6.html)
首先,标准输入输出流(cin和cout)都是带有缓冲的。endl控制符和’ \n’换行符都可以将光标移动到输出设备中下一行的开头处。但是,endl控制符还有另外的用途。
当程序向输出设备中输出数据时,输出的数据先被存放在计算机缓冲区(Buffer)内。当缓冲区存满时,这些数据才真正地输出到输出设备。但是,如果输出的字符序列中出现了 endl控制符,那么缓冲区内的所有数据将立即输出到输出设备,而无论缓冲区是否已经存满。因此,endl控制符的作用是将光标移动到输出设备中下一行开头处,并且清空缓冲区。很有可能出现在程序终止时,并没有输出所有的输出数据的情况。这是因为在程序终止时,缓冲区并不一定是满的,所以也就没有将缓冲区中的数据写到输出设备。
在C++中,可以使用flush函数来清空缓冲区,即使缓冲区中的数据不是满的。与endl控制符不同的是,flush函数并不是把光标移到下一行的开头处。
使用flush函数的语法是:
ostreamVar.flush();//cout.flush();
与endl一样,flush可以作为控制符使用。在这种情况下,flush使用在输出语句中,并不加括号。例如,下面的语句将数据从缓冲区写到标准输出设备:
cout<<flush;
考虑一个典型应用:在同一行等待用户输入:
cout<<”enter an integer:”<<flush;
在这种情况下,文字行“enter an integer:”,即使在缓冲区数据没有存满时也会立即被输出到标准输出设备上。而且,在输出这行文本后,光标将停留在分号的下一个位置上。用户将在分号后面输入数字。
关于"stream的状态标志和处理状态的函数"的详细资料,参看"C I-O流事态符号位"http://blog.sina.com.cn/s/blog_6ac2c3a70100utbx.html
"C++之stream异常"http://hi.baidu.com/nicker2010/blog/item/41a400f8daaf440c6c22eb5f.html