C++ cin的用法，看这一篇就够了

C++ IO首先建立在为Unix环境开发的原始库函数上；ANSI C正式承认这个库时，将其称为标准输入/输出包；
IO相关类定义在头文件iostream和fstream,这些类不是正式语言定义的组成部分，cin,istream都不是关键字。

（1）流简介：

• C++程序将输入和输出看作字符流；对于输入来说，程序从输入流中抽取字符，对于输出来说，程序向输出流中插入字符；
• 输入流可以来自键盘、存储设备或者其他程序；输出流可以输出至显示器、打印机、存储设备或者其他程序。
• 流是程序与流源或流目的之间的中介，这样C++就可以对来源不同的字符做相同处理。

（2）管理输入：

• 两个阶段：将流与程序绑定在一起，将流与源绑定在一起

（3）管理输出：

• 两个阶段：将流与目的绑定在一起，将流与程序绑定在一起

（4）缓冲区简介

缓冲区就是一块存储空间，它是为了匹配程序处理速度和外设处理速度；比如程序一次处理1byte，但是磁盘一次读取512bytes;又或者程序一次处理1byte，可以1byte地从磁盘读取，但是由于硬件读取一次数据复杂且操作慢，因此使用缓冲区可以加快程序处理速度。

flushing the buffer：刷新缓冲区就是清空缓冲区地内容以备下次使用。

• streambuf：提供缓冲区，有成员方法 填满缓冲区、获取缓冲区内容、刷新缓冲区、管理缓冲区
• ios_base：表示流的一般属性 比如文件是否打开、是二进制流还是文本流等等
• ios：基于ios_base，并且它包含了一个指针成员指向一个streambuf对象
• ostream：继承自ios类并提供了输出方法
• istream：继承自ios类并提供了输入方法
• iostream：继承自ostream类和istream类

• ostream.h转换为ostream,将ostream类放置到std命名空间中
• I/O类被重写，开发了I/O类模板包括basic_istream和basic_ostream。实现了char,wchar_t具体化；istream和ostream是char的具体化，cout输出字符流，wistream和wstream是wchar_t的具体化，wcout用于输出宽字符流。
• ios基类中的一些独立与类型的信息被移动到ios_base类中，比如格式化常量ios::fixed变为ios_base::fixed，还新增了一些常量

• cin对象：对应标准输入流，默认情况下这个流与标准输入设备匹配(键盘)；wcin对象用于wchar_t类型;
• cout对象：对应标准输出流，默认情况下这个流与标准输出设备匹配(显示器)，借助streambuf管理流；wcout对象用于wchar_t类型;
• cerr对象：对应于标准错误流(可以用于显示错误信息)，默认情况下这个流与标准输出设备匹配(显示器)，这个流是不缓冲的；wcerr对象用于wchar_t类型；不受重定向的影响，即使重定向了输入输出流，错误信息还是打印到显示器上
• clog对象：对应于标准错误流，默认情况下这个流与标准输出设备匹配(显示器)，这个流是缓冲的；wclog对象用于wchar_t类型。不受重定向的影响，即使重定向了输入输出流，错误信息还是打印到显示器上

修改标准输入和标准输出关联的工具。

• 输出到文件，而不是显示器
• 允许用文件替换键盘输入
• Windows允许通过键盘模拟文件尾：Ctrl+Z

C++在输入时将数据看作字符流。istream类提供了一个可以将istream对象(如cin)转换为bool值的函数，当cin出现在需要bool类型的地方(如在while循环测试条件中)，该转换函数将被调用；如果读取成功，转换为true,如果读取失败，转换为false。

istream类，定在文件为iostream头文件，为以下数据类型重载了>>抽取操作符，所重载的函数称为格式化输入函数。
signed char &、unsigned char &、char &、short &、unsigned short &、int &、unsigned int &、long &、unsigned long &、long long & (C++11)、unsigned long long & (C++11)、float &、double &、long double &
成员函数原型为：

istream & operator>>(type &);//type为以上数据类型
//这些函数被称为格式化输入函数，函数可以将输入的字符串转换为type格式

istream类，定在文件为iostream头文件，为以下指针类型重载了>>抽取操作符，
signed char *、char *、unsigned char *
成员函数原型为：

istream & operator>>(type &);//type为以上数据类型
//函数使得cin的字符流存储到指针指向的存储地址。

举例：

cout << "cin与指针******************************************************************************" << endl;
char ceshi[20];
cout << "请输入姓名：" << endl;
cin >> ceshi;
cout << "您的姓名是：" << ceshi << endl;

运行结果：

cin与指针******************************************************************************
请输入姓名：
Jasmine
您的姓名是：Jasmine

cout略过空白符(空白、新行、tabs)直到它遇到非空白符。

对于一个变量，cin>>读取的是从非空白字符开始，到与目标类型不匹配的第一个字符之间的全部内容；不匹配的内容将被保存在输入缓冲流中，等待下一次输入。

举例：

cout << "cin如何检查输入************************************************************************" << endl;
int elevation;
char getduo;
cout << "请输入整数：" << endl;
cin >> elevation;
cout << "您输入了：" << elevation << endl;
cout << "请输入单个字符："<> getduo;
cout << "您输入的单个字符为：" << getduo< 
运行结果：
 
cin与指针******************************************************************************
请输入姓名：
Jasmine
您的姓名是：Jasmine
cin如何检查输入************************************************************************
请输入整数：
99J
您输入了：99
请输入单个字符：
您输入的单个字符为：J
 
2.4 流状态 
流状态被定义为iostate，是由三个ios_base组成：eofbit, badbit, 和failbit，三者都为一位可以设置位1(设置)或0(清除)。当三者都为0时说明一切顺利。
 
成员
描述
eofbit
当读取文件到达文件尾时置为1
failbit
当输入流中的数据类型和目的数据类型不一致时置为1；I/O错误(读取一个不允许访问的只读磁盘)时置为1
badbit
在一些无法诊断的失败破坏流时置为1
goodbit
另一种说明0的方法
good()
如果流可以使用，则返回true，反之返回false
eof()
如果eofbit被设置，则返回true，反之返回false
bad()
如果badbit被设置，则返回true，反之返回false
fail()
如果failbit或badbit被设置，返回true，反之返回false
rdstate()
返回流状态
exceptions()
返回一个位掩码，指出哪些标记导致异常被引发
exceptions(iostate ex)
设置哪些状态将导致clear()引发异常
clear(iostate s)
将流状态设置为s，s的默认值为0；如果rdstate() & exceptions()) != 0，将抛出basic_ios::failure异常；将会设置s，但是其他的会被置0
setstate (iostate s)
调用clear(rdstate()|s)。这将设置与s中设置的位对应的流的状态位，其他流状态保持不变。
2.4.1 设置状态 
setstate()的主要目的是提供一种修改状态的途径。例如，如果num是一个int，则下面的调用将可能导致operator>>(int &)使用setstate()设置failbit或eofbit。
 
clear();//清除所有的位
clear(eofbit);//清楚指定的位
setstate(eofbit);//设置指定的位
//等等
 
2.4.2 I/O和异常 
exceptions()返回一个位字段，它包含3位，分别对应于eofbit, failbit, and badbit。
 
修改流状态后，clear()方法将当前的流状态与exceptions()返回的值进行比较；如果两者的某一对应位都被设置，则clear()将会引发ios_base::failure异常。
 
举例：
 
举例：
 
cout << "流状态********************************************************************************" << endl;
cout << "异常：" << endl;
// have failbit cause an exception to be thrown
cin.exceptions(ios_base::failbit);
cout << "Enter numbers: ";
int sum = 0;
int input;
try {
    while (cin >> input)
    {
        sum += input;
    }
}
catch (ios_base::failure& bf)
{
    cout << bf.what() << endl;
    cout << "O! the horror!n";
}
cout << "Last value entered = " << input << endl;
cout << "Sum = " << sum << endl;
 
运行结果：
 
流状态********************************************************************************
异常：*****************************************
Enter numbers: 99 88 q
ios_base::failbit set: iostream stream error
O! the horror!
Last value entered = 88
Sum = 187
 
2.4.3 解除输入挂起 
上述例子中引发了异常，那么在执行上述代码之后，后面的cin被挂起。
 
根本原因在于，在设置流状态之后有个很重要的结果：流被关闭了，错误的输入被存储在输入缓冲区，直到所有的位被cleared之后才能重新打开流。
 
因此，在引发类型不匹配异常后需要以下两步：
 
​ 1.重置流状态
 
​ 2.清空输入缓冲区
 
举例：接着2.4.2的例子
 
cout << "解除输入挂起：***********************************" << endl;
//cin >> sum;//将失败因为输入被挂起了
//执行下述代码后，就可以重新输入
if (cin.fail() && !cin.eof()) //排除掉是读到end-of-file的可能
{
    cout << "输入类型不匹配问题，正在重置cin~" << endl;
    cin.clear(); // reset stream state
    while (!isspace(cin.get()))  //or while (cin.get() != 'n')
    	continue; //删除输入流中滞留的数据
    cout << "重置cin完成~" << endl;
}
else // else bail out
{
    cout << "I cannot go on!n";
    exit(1);
}
cout << "Now enter a new number: ";
cin >> input; // will work now
cout << "您输入的数据为：" << input << endl;
 
运行结果：
 
解除输入挂起：***********************************
输入类型不匹配问题，正在重置cin~
重置cin完成~
Now enter a new number: 99
您输入的数据为：99
 
2.4.4 文件尾EOF 
文件尾 EOF
 如果输入来自于文件：使用文件尾(EOF)判断文件是否读完。
 当检测到EOF之后：cin将eofbit和failbit都设置为1；同时，将设置cin对象中的一个指示EOF条件的标记，设置这个标记后，cin将不读取输入，直到cin.clear()。
 EOF被定义为值为-1，因此不能将EOF赋给char类型，因为char类型没有符号，需要使用int类型接收EOF。
 
举例：Windows允许通过键盘模拟文件尾：Ctrl+Z
 
cout << "文件尾 EOF**************************************" << endl;
cout << "请输入字符串，EOF结尾~:" ;	
int count = 0;
int chx;//不能使用char接受，因为EOF被设置为-1
while ((chx = cin.get()) != EOF) // test for end-of-file
{
    cout.put(char(chx));
    ++count;
    if (count == 5)
        break;
}
cout << endl << count << " characters readn";
cin.clear();
while (cin.get() != 'n');
 
运行结果：
 
文件尾 EOF**************************************
请输入字符串，EOF结尾~:
klaisjjsdj^Z
klai
5 characters read

 
2.5 面向字符的输入 
2.5.1 cin.get(char &) 
读取一个字符并存储到实参中。
是一个非格式化函数，不会越过空白、新行、tab字符输入。
返回值为cin，因此可以级联输入。
注意事项：istream类提供了一个可以将istream对象(如cin)转换为bool值的函数，当cin出现在需要bool类型的地方(如在while循环测试条件中)，该转换函数将被调用；如果读取成功，转换为true,如果读取失败，转换为false。
 
原型：
 
basic_istream& get(char &);
 
举例：
 
cout << "cin.get(char)*****************************************************************************" << endl;
int ct = 0;
char ch;
cout << "请输入内容：" << endl;
while (cin.get() != 'n');
cin.get(ch);
while (ch != 'n')
{
    cout << ch;
    ct++;
    cin.get(ch);
}
cout << "您输入了"< 
运行结果：
 
cin.get(char)*****************************************************************************
请输入内容：
liaiajj ssdsmaka
liaiajj ssdsmaka
您输入了16字母
 
2.5.2 cin.get(void) 
本函数主要是为了兼容C语言，通过包含iostream(而不是stdio.h)，并用cin.get()替换所有的getchar(),用cin.put(ch)替换所有的putchar(ch),以此来将C程序转换为C++程序。
 
函数原型：
 
int get(void);
 
cin.get(void)特点
 
读取一个字符并返回
是一个非格式化函数，不会越过空白、新行、tab字符输入
返回值为int，因此不支持级联输入
注意事项：当输入失败时返回EOF(EOF可能不是正整数，因此如果要检查EOF不能使用char接收返回值。)
 
举例：
 
cout << "cin.get()********************************************************************************" << endl;
cout << "吃掉回车符cin.get()**********************************" << endl;
char test1[30];
cout << "输入字符串1：";
cin >> test1;
while (cin.get() != 'n');//只有加上了这句，ch才可以正常读取，否则ch会读取为输入test1后的回车符。
cout << "输入单个字符：***************************************"< 
运行结果：
 
cin.get()********************************************************************************
吃掉回车符cin.get()**********************************
输入字符串1：kia
输入单个字符：***************************************
a
您输入的字符为：a
 
2.5.3 cin.get(ch)与cin.get() 
属性
cin.get(ch)
ch = cin.get()
传递输入字符的方式
赋给参数ch
ch = cin.get()
用于字符输入时函数的返回值
istream对象(执行bool转换为true)
int类型的字符编码
到达EOF时函数的返回值
istream对象(执行bool转换为false)
EOF
2.6 面向行的输入 
2.6.1 getline() 、get()与ignore() 
getline() 、get()函数原型：
 
istream & get(char *, int, char);//VS2022说没有与参数列表匹配的重载函数
istream & get(char *, int);
istream & getline(char *, int, char);//VS2020说没有与参数列表匹配的重载函数
istream & getline(char *, int);
 
说明：第一个参数指定读取数据的存储位置首地址；第二个参数等于大于最大可读取字符总数+1(留一个位置给’’)；第三个参数是一个分隔符，只有两个参数的函数的分隔符为换行符。
 
注意：getline() 与get()最大的不同在于getline() 会从输入流中抽取并丢弃分隔符(换行符)，但是get()会将分隔符留在输入流中但作为下一个读取的开始。
 
ignore()函数原型：
 
istream & ignore(int = 1, int = EOF);
 
说明：第一个参数指定最大读取字符数量，第二个参数指定间隔符；该函数至多丢弃最大字符数量的字符，遇到间隔符则终止丢弃。
 
举例：
 
cout << "面向行的输入*****************************************************************************" << endl;
cout << "getline() 、get()与ignore()*********************" << endl;


cout << "cin.getline()*****************************************" << endl;
const int ArSize = 20;
char name[ArSize];
char dessert[ArSize];
char name1[ArSize];
char dessert2[ArSize];
cout << "getline() test" << "n";
cout << "Enter your name:";
cin.getline(name, ArSize);//cin.getline()会主动吃掉字符串输入最后的回车符，因此不需加上get()吃掉回车符
cout << "Enter your favorite dessert:";
cin.getline(dessert, ArSize);
cout << "I have some delicious " << dessert;
cout << " for you, " << name << ".n" << endl;


cout << "cin.get()*********************************************" << endl;
cout << "get() test" << "n";
cout << "Enter your name:";
cin.get(name, ArSize).get();//cin.get()不会主动吃掉字符串输入最后的回车符，因此需要加上get()吃掉回车符
cout << "Enter your favorite dessert:";
cin.get(dessert, ArSize).get();
cout << "I have some delicious " << dessert;
cout << " for you, " << name << ".n" << endl;


cout << "ignore()**********************************" << endl;
cout << "请输入内容(字符串+空格+字符串)：";
cin.get(ch);
cout << "输入字符为：" << ch << endl;
cout << "丢弃字符前，下一个字符为：" << char(cin.peek()) << endl;//peek()为查看下一个字符但是不抽取，依然留在输入流中
if (ch != ' ')
    cin.ignore(9, ' '); // discard rest of line
cout << "丢弃字符后，下一个字符为：" << char(cin.peek()) << endl;
while (cin.get() != 'n');
 
运行结果：
 
面向行的输入*****************************************************************************
getline() 、get()与ignore()*********************
cin.getline()*****************************************
getline() test
Enter your name:lili
Enter your favorite dessert:cakes
I have some delicious cakes for you, lili.

cin.get()*********************************************
get() test
Enter your name:lalla
Enter your favorite dessert:lla
I have some delicious lla for you, lalla.

ignore()**********************************
请输入内容(字符串+空格+字符串)：liaia llaajs
输入字符为：l
丢弃字符前，下一个字符为：i
丢弃字符后，下一个字符为：l
 
2.6.2 意外字符串输入 
方法
行为
getline(char *,int)
如果没有读取任何字符(换行符视为读取了一个字符)，则设置failbit
如果读取了最大数目的字符，且行中还有其他字符(非换行符)，则设置failbit
get(char *,int)
如果没有读取字符，则设置failbit
get()首先查看字符数量，其次查看EOF，最后查看下一个字符是否为换行符
 
2.7 其他istream方法 
2.7.1 read() 
原型：
 
istream & read(char *,int);//第一个参数指定存储位置，第二个参数指定读取多少数量的字符
 
功能：读取指定数量的字符并将其存储到指定的位置，不添加’’。
 
应用场景：不应用于键盘输入，而是应用于ostream write()函数的文件输入和输出。
 
注意事项：返回值为istream，允许级联使用。
 
2.7.2 peek() 
原型：
 
char peek();
 
作用：返回输入流的下一个输入字符，但是不抽取，peek()完之后该字符还在输入流中且位置不变。
 
2.7.3 gcount() 
原型：
 
int gcount();
 
作用：计算上次非格式化抽取方法抽取的字符数量并返回。
 
注意事项：gcount()比strlen()要快哟。
 
2.7.4 putback() 
原型：
 
istream &, putback(char &);
 
作用：向输入流中插入一个字符，这个被插入的字符将会成为下一个输入的第一个字符。
 
注意事项：gcount()比strlen()要快哟。
 
2.7.5 举例 
cout << "其他istream方法************************************************************************************" << endl;
char name2[SLEN];
char title[SLEN];
cout << "Enter your name: ";
cin.get(name2, SLEN);
count = cin.gcount();//使用gcount()
cout << "刚刚读取了：" << count << "字符" << endl;
if (cin.peek() != 'n')
    cout << "Sorry, we only have enough room for "<< name2 << endl;
eatline();//吃掉这行中剩下的字符
cout << "Dear " << name2 << ", enter your title: ";
cin.get(title, SLEN);
ch = '#';
cin.putback(ch);
cin.get(ch);
cout <<  ch << " is next input character.n";
eatline();
cout << " Name: " << name2 << "nTitle: " << title << endl;
 
运行结果：
 
其他istream方法************************************************************************************
Enter your name: laa
刚刚读取了：3字符
Dear laa, enter your title: saa

# is next input character.
 Name: laa
Title: saa
 
2.8 面向string类的输入 
为什么不沿用iostream库的getline() and cout方法呢？原因是string类是后来提出的，iostream库中没有处理string类的机制。
 
cout << "面向string类的输入*****************************************************************************" << endl;
cout << "请输入字符串：" << endl;
getline(cin, str1);//getline()是string类的一个友元函数
cout << "str1 = " << str1 << endl< 
运行结果：
 
面向string类的输入*****************************************************************************
请输入字符串：
iiaa
str1 = iiaa
 
3 完整测试代码 
#include 
#include
const int SLEN = 10;
inline void eatline() { while (std::cin.get() != 'n') continue; }
const int Max = 5;
int main()
{
	using namespace std;//将命名空间std的所有名字都引用了
	cout << "cin与指针******************************************************************************" << endl;
	char ceshi[20];
	cout << "请输入姓名：" ;
	cin >> ceshi;
	cout << "您的姓名是：" << ceshi << endl;
	cout << "cin如何检查输入************************************************************************" << endl;
	int elevation;
	char getduo;
	cout << "请输入整数：" ;
	cin >> elevation;
	cout << "您输入了：" << elevation << endl;
	cout << "请输入单个字符："<> getduo;
	cout << "您输入的单个字符为：" << getduo<
		while (cin >> input)
		{
			sum += input;
		}
	}
	catch (ios_base::failure& bf)
	{
		cout << bf.what() << endl;
		cout << "O! the horror!n";
	}
	cout << "Last value entered = " << input << endl;
	cout << "Sum = " << sum << endl;
	cout << "解除输入挂起：***********************************" << endl;
	//cin >> sum;//将失败因为输入被挂起了
	//执行下述代码后，就可以重新输入
	if (cin.fail() && !cin.eof()) //排除掉是读到end-of-file的可能
	{
		cout << "输入类型不匹配问题，正在重置cin~" << endl;
		cin.clear(); // reset stream state
		while (!isspace(cin.get()))  //or while (cin.get() != 'n')
			continue; //删除输入流中滞留的数据
		cout << "重置cin完成~" << endl;
	}
	else // else bail out
	{
		cout << "I cannot go on!n";
		exit(1);
	}
	cout << "Now enter a new number: ";
	cin >> input; // will work now
	cout << "您输入的数据为：" << input << endl;
	cout << "文件尾 EOF**************************************" << endl;
	cout << "请输入字符串，EOF结尾~:" ;	
	int count = 0;
	int chx;//不能使用char接受，因为EOF被设置为-1
	while ((chx = cin.get()) != EOF) // test for end-of-file
	{
		cout.put(char(chx));
		++count;
		if (count == 5)
			break;
	}
	cout << endl << count << " characters readn";
	cin.clear();
	while (cin.get() != 'n');
	char ch;
	cout << "cin.get(char)*****************************************************************************" << endl;
	int ct = 0;
	cout << "请输入内容：";
	cin.get(ch);
	while (ch != 'n')
	{
		cout << ch;
		ct++;
		cin.get(ch);
	}
	cout <> test1;
	while (cin.get() != 'n');//只有加上了这句，ch才可以正常读取，否则ch会读取为输入test1后的回车符。
	cout << "输入单个字符：***************************************"<