CS106L - 01 Streams I

2024-11-21 21:36:54 2024-11-21 21:36:54
Categories CS106L
Tags

1.7k Words | 8 Minutes

Video Links：

CS 106L Fall 2019 - Lecture 1: Streams I (Video)

CS 106L Fall 2019 - Lecture 1: Streams I (Screencast)

Almost the oldest library in CPP.
stream are very very very very messy. (So in CS106B use stanford library)
用于与外界交互。(Console & Keyboard and Files in CS106L)
<<: output while >>: input

`stringstream`

istringstream 和 ostringstream 是 C++ 标准库中用于处理字符串流的两个类，分别用于输入和输出操作。以下是它们的主要区别和特点：

`istringstream`

定义:
- istringstream 是一个输入字符串流类，允许从字符串中读取数据。
主要功能:
- 主要用于将字符串解析为其他数据类型（如整数、浮点数等）。
- 提供与标准输入流（如 cin）相似的接口，可以使用提取运算符（>>）从字符串中读取数据。

`ostringstream`

定义:
- ostringstream 是一个输出字符串流类，允许将数据写入字符串。
主要功能:
- 主要用于将其他数据类型格式化为字符串。
- 提供与标准输出流（如 cout）相似的接口，可以使用插入运算符（<<）将数据写入字符串。

实现

`ostringstream` 实例

#include <sstream>
#include <iostream>

using namespace std;

int main(void)
{
    ostringstream oss("Ito En Green Tea "); // 初始化的位置永远在最前.
    cout << oss.str() <<endl; // 注意到本身 `oss` 并不是一个 `str` 类型，需要转换才能 `cout` .
    
    oss << 16.9 << " Ounce "; // " Ounce " 实际上并不是一个 str （为什么？），但也可以写成 string(" Ounce ")

    return 0;
}

16.9 Ounce n Tea // 这时候位置指向 `n` 的前面，前面的内容会被覆盖.

`stringstream::ate`

#include <sstream>
#include <iostream>

using namespace std;

int main(void)
{
    ostringstream oss("Ito En Green Tea ", stringstream::ate); // 指向最后面
    cout << oss.str() <<endl;
    
    oss << 16.9 << " Ounce ";

    return 0;
}

Ito En Green Tea 16.9 Ounce  // 这时候位置指向 `n` 的前面，前面的内容会被覆盖.

再覆盖一次

#include <sstream>
#include <iostream>

using namespace std;

int main(void)
{
    ostringstream oss("Ito En Green Tea ");
    cout << oss.str() <<endl;
    
    oss << 16.9 << " Ounce ";
    cout << oss.str() <<endl;

    oss << "(Pack of " << 12 << ")";
    cout << oss.str() <<endl;

    return 0;
}

Ito En Green Tea 
16.9 Ounce n Tea
16.9 Ounce (Pack of 12) // 接下去覆盖

缓存区 buffer 足够巨大，你不需要关心底层细节。

再次展示 `stringstream::ate`

#include <sstream>
#include <iostream>

using namespace std;

int main(void)
{
    ostringstream oss("Ito En Green Tea ", stringstream::ate);
    cout << oss.str() <<endl;
    
    oss << 16.9 << " Ounce ";
    cout << oss.str() <<endl;

    oss << "(Pack of " << 12 << ")";
    cout << oss.str() <<endl;

    return 0;
}

Ito En Green Tea 
Ito En Green Tea 16.9 Ounce 
Ito En Green Tea 16.9 Ounce (Pack of 12)

直接 `oss << 16.9`

直接的数据转换是有用的。我们可以将 16.9 初始化为 double size ，例如：

#include <sstream>
#include <iostream>

using namespace std;

int main(void)
{
    ostringstream oss("Ito En Green Tea ", stringstream::ate);
    cout << oss.str() <<endl;
    
    double size = 16.9;
    oss << size << " Ounce ";
    cout << oss.str() <<endl;

    oss << "(Pack of " << 12 << ")";
    cout << oss.str() <<endl;

    return 0;
}

`istringstream` 实例

#include <sstream>
#include <iostream>

using namespace std;

int main(void)
{
    ostringstream oss("Ito En Green Tea ");
    
    oss << 16.9 << " Ounce ";

    oss << "(Pack of " << 12 << ")";

    istringstream iss(oss.str());
    double amount; // 不能使用 `auto` ：你必须让编译器明白这是一个高精度浮点数还是一个字符串，编译器并不会自动识别。
    string unit;

    iss >> amount >> unit; // Order and variable types are important.

    cout << "Now each bottle is sold as: " << amount / 2 << " " << unit << endl;

    return 0;
}

Now each bottle is sold as: 8.45 Ounce

Manually Reposition

#include <sstream>
#include <iostream>

using namespace std;

int main(void)
{
    ostringstream oss("Ito En Green Tea ");

    oss << 16.9;

    fpos pos = oss.tellp(); // 类似于整型的数据类型，给其赋值为当前的位置.
    
    pos += streamoff(3); // Offset of 3. 不能直接加3. 可以偏移负数但不能超出范围 (Freeze).
    oss.seekp(pos); // 移动到三个位置之后。

    oss << "Black";

    // oss.seekp(0); //这会返回到最开头.
    cout << oss.str() << endl;

    return 0;
}

16.9 En Black Tea

有如下的函数：

// get position:
oss.tellp();    iss.tellg();

// set position
oss.seekp(pos); iss.seekg(pos);

// create offset
streamoff(n)

`stringToInterger` Function By Using `sstream`

#include <sstream>

int stringToInterger(const string& str)
{
    istringstream iss(str);
    int value;
    iss >> value;
    return value;
}

这段代码巧妙运用了 istringsteam 在每一个空格前获取一段文字的功能，并且能直接转换为相应的变量类型。

输入是 "lol" "" "4.6" "lol4.6" "lol 4.6" "lol4" ，输出分别是什么？

0 0 4 0 0 0

State Bits

goodbit:
- Indicates that the stream is in a good state. This means that no errors have occurred, and the stream is ready for input or output operations.
- You can check this state using stream.good().
eofbit:
- Stands for “end-of-file” bit. This bit is set when the end of the input stream has been reached. It indicates that there are no more data to read.
- You can check this state using stream.eof().
failbit:
- This bit is set when a logical error occurs during an input or output operation. For example, trying to read data of the wrong type or failing to read data.
- You can check this state using stream.fail().
badbit:
- Indicates a serious error has occurred, such as a failure to read from or write to the stream. This could be due to hardware failure or other critical issues.
- e.g. The file you are reading from suddenly is deleted.
- You can check this state using stream.bad().

F and E are normally the ones you will be checking.
Rarely be checking G.

`printStateBits`

void printStateBits(istream& s)
{
    cout << "State bits: ";

    cout << (s.good() ? "G" : "-");
    cout << (s.fail() ? "F" : "-");
    cout << (s.eof() ? "E" : "-");
    cout << (s.bad() ? "B" : "-");

    cout << endl;
}

int stringToInterger(const string& str)
{
    istringstream iss(str);

    printStateBits(iss);

    int value;
    iss >> value;

    printStateBits(iss);

    return value;
}

这段代码将 iss 先检查状态，再用 >> 提取 int ，最后再检查状态。

输入是 "5" "5.2" "lol" "\n" "" ，输出分别是什么？

G--- / --E-
G--- / G--- // `5`被提取，后来被检查的是`.`
G--- / -F--
G--- / -F--
G--- / -FE- //这意味着 `EOF` 既意味着F也意味着E。

cout ALWAYS print out the entire string.

更好的实现

int stringToInterger(const string& str)
{
    istringstream iss(str);

    int value;
    iss >> value;

    if (iss.fail() || !iss.eof()) // 检查不是‘ “是 EOF"和“不是 FAIL” ’，即检查后面还有没有没处理的东西或者读取失败了。
    {
        throw domain_error("stringToInteger:..."); // 这个时候不直接 `return` ，因为这样会返回一个有实际意义的数值，而不是报错。
    }

    return value;
}

输入是 "5" "5.2" "lol" "\n" ，输出分别是什么？

第三个实现方法

int stringToInterger(const string& str)
{
    istringstream iss(str);

    int result;
    iss >> result;
    if (iss.fail())
    {
        throw domain_error(_);
    }

    char remain;
    iss >> remain; // 将 `int` 之后的东西输入 `remain` （如果有的话）。
    if (!iss.fail())
    {
        throw domain_error(_);
    }

    return result;
}

CS106L - 01 Streams I

stringstream

istringstream

ostringstream

实现

ostringstream 实例

stringstream::ate