27-文件尾条件

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5.5.4　文件尾条件

程序清单5.17表明，使用诸如#等符号来表示输入结束很难令人满意，因为这样的符号可能就是合法输入的组成部分，其他符号（如@和%）也如此。如果输入来自于文件，则可以使用一种功能更强大的技术——检测文件尾（EOF）。C++输入工具和操作系统协同工作，来检测文件尾并将这种信息告知程序。

乍一看，读取文件中的信息似乎同cin和键盘输入没什么关系，但其实存在两个相关的地方。首先，很多操作系统（包括Unix、Linux和Windows命令提示符模式）都支持重定向，允许用文件替换键盘输入。例如，假设在Windows中有一个名为gofish.exe的可执行程序和一个名为fishtale的文本文件，则可以在命令提示符模式下输入下面的命令：

gofish <fishtale

这样，程序将从fishtale文件（而不是键盘）获取输入。<符号是Unix和Windows命令提示符模式的重定向运算符。

其次，很多操作系统都允许通过键盘来模拟文件尾条件。在Unix中，可以在行首按下Ctrl+D来实现；在Windows命令提示符模式下，可以在任意位置按Ctrl+Z和Enter。有些C++实现支持类似的行为，即使底层操作系统并不支持。键盘输入的EOF概念实际上是命令行环境遗留下来的。然而，用于Mac的Symantec C++模拟了UNIX，将Ctrl+D视为仿真的EOF。Metrowerks Codewarrior能够在Macintosh和Windows环境下识别Ctrl+Z。用于PC的Microsoft Visual C++、Borland C++ 5.5和GNU C++ 都能够识别行首的Ctrl + Z，但用户必须随后按下回车键。总之，很多PC编程环境都将Ctrl+Z视为模拟的EOF，但具体细节（必须在行首还是可以在任何位置，是否必须按下回车键等）各不相同。

如果编程环境能够检测EOF，可以在类似于程序清单5.17的程序中使用重定向的文件，也可以使用键盘输入，并在键盘输入中模拟EOF。这一点似乎很有用，因此我们来看看究竟如何做。

检测到EOF后，cin将两位（eofbit和failbit）都设置为1。可以通过成员函数eof()来查看eofbit是否被设置；如果检测到EOF，则cin.eof()将返回bool值true，否则返回false。同样，如果eofbit或failbit被设置为1，则fail()成员函数返回true，否则返回false。注意，eof()和fail()方法报告最近读取的结果；也就是说，它们在事后报告，而不是预先报告。因此应将cin.eof()或cin.fail()测试放在读取后，程序清单5.18中的设计体现了这一点。它使用的是fail()，而不是eof()，因为前者可用于更多的实现中。

注意： 有些系统不支持来自键盘的模拟EOF；有些系统对其支持不完善。cin.get()可以用来锁住屏幕，直到可以读取为止，但是这种方法在这里并不适用，因为检测EOF时将关闭对输入的进一步读取。然而，可以使用程序清单5.14中那样的计时循环来使屏幕在一段时间内是可见的。也可使用cin.clear()来重置输入流，这将在第6章和第17章介绍。

程序清单5.18　textin3.cpp

// textin3.cpp -- reading chars to end of file
#include <iostream>
int main()
{
    using namespace std;
    char ch;
    int count = 0;
    cin.get(ch);       // attempt to read a char
    while (cin.fail() == false) // test for EOF
    {
        cout << ch;   // echo character
        ++count;
        cin.get(ch);  // attempt to read another char
    }
    cout << endl << count << " characters read\n";
    return 0;
}

下面是该程序的运行情况：

The green bird sings in the winter.<ENTER>
The green bird sings in the winter.
Yes, but the crow flies in the dawn.<ENTER>
Yes, but the crow flies in the dawn.
<CTRL>+<Z><ENTER>
73 characters read

这里在Windows 7系统上运行该程序，因此可以按下Ctrl+Z和回车键来模拟EOF条件。请注意，在Unix和类Unix（包括Linux和Cygwin）系统中，用户应按Ctrl+Z组合键将程序挂起，而命令fg恢复执行程序。

通过使用重定向，可以用该程序来显示文本文件，并报告它包含的字符数。下面，我们在Unix系统运行该程序，并对一个两行的文件进行读取、回显和计算字数（$是Unix提示符）：

$ textin3 < stuff
I am a Unix file. I am proud
to be a Unix file.
48 characters read
$

1．EOF结束输入

前面指出过，cin方法检测到EOF时，将设置cin对象中一个指示EOF条件的标记。设置这个标记后，cin将不读取输入，再次调用cin也不管用。对于文件输入，这是有道理的，因为程序不应读取超出文件尾的内容。然而，对于键盘输入，有可能使用模拟EOF来结束循环，但稍后要读取其他输入。cin.clear()方法可以清除EOF标记，使输入继续进行。这将在第17章详细介绍。不过要记住的是，在有些系统中，按Ctrl+Z实际上将结束输入和输出，而cin.clear()将无法恢复输入和输出。

2．常见的字符输入做法

每次读取一个字符，直到遇到EOF的输入循环的基本设计如下：

cin.get(ch);                // attempt to read a char
while (cin.fail() == false) // test for EOF
{
    ...                // do stuff
    cin.get(ch);       // attempt to read another char
}

可以在上述代码中使用一些简捷方式。第6章将介绍的!运算符可以将true切换为false或将false切换为true。可以使用此运算符将上述while测试改写成这样：

while (!cin.fail()) // while input has not failed

方法cin.get(char)的返回值是一个cin对象。然而，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值的地方（如在while循环的测试条件中）时，该转换函数将被调用。另外，如果最后一次读取成功了，则转换得到的bool值为true；否则为false。这意味着可以将上述while测试改写为这样：

while (cin) // while input is successful

这比! cin.fail()或!cin.eof()更通用，因为它可以检测到其他失败原因，如磁盘故障。

最后，由于cin.get(char)的返回值为cin，因此可以将循环精简成这种格式：

while (cin.get(ch)) // while input is successful
{
    ...                // do stuff
}

这样，cin.get(char)只被调用一次，而不是两次：循环前一次、循环结束后一次。为判断循环测试条件，程序必须首先调用cin.get(ch)。如果成功，则将值放入ch中。然后，程序获得函数调用的返回值，即cin。接下来，程序对cin进行bool转换，如果输入成功，则结果为true，否则为false。三条指导原则（确定结束条件、对条件进行初始化以及更新条件）全部被放在循环测试条件中。

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5.5.4 文件尾条件

1．EOF结束输入

2．常见的字符输入做法

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