19-读取数字的循环

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6.7　读取数字的循环

假设要编写一个将一系列数字读入到数组中的程序，并允许用户在数组填满之前结束输入。一种方法是利用cin。请看下面的代码：

int n;
cin >> n;

如果用户输入一个单词，而不是一个数字，情况将如何呢？发生这种类型不匹配的情况时，将发生4种情况：

n的值保持不变；
不匹配的输入将被留在输入队列中；
cin对象中的一个错误标记被设置；
对cin方法的调用将返回false（如果被转换为bool类型）。

方法返回false意味着可以用非数字输入来结束读取数字的循环。非数字输入设置错误标记意味着必须重置该标记，程序才能继续读取输入。clear()方法重置错误输入标记，同时也重置文件尾（EOF条件，参见第5章）。输入错误和EOF都将导致cin返回false，第17章将讨论如何区分这两种情况。下面来看两个演示这些技术的示例。

假设要编写一个程序，来计算平均每天捕获的鱼的重量。这里假设每天最多捕获5条鱼，因此一个包含5个元素的数组将足以存储所有的数据，但也可能没有捕获这么多鱼。在程序清单6.13中，如果数组被填满或者输入了非数字输入，循环将结束。

程序清单6.13　cinfish.cpp

// cinfish.cpp -- non-numeric input terminates loop
#include <iostream>
const int Max = 5;
int main()
{
    using namespace std;
// get data
    double fish[Max];
    cout << "Please enter the weights of your fish.\n";
    cout << "You may enter up to " << Max
            << " fish <q to terminate>.\n";
    cout << "fish #1: ";
    int i = 0;
    while (i < Max && cin >> fish[i]) {
        if (++i < Max)
            cout << "fish #" << i+1 << ": ";
    }
// calculate average
    double total = 0.0;
    for (int j = 0; j < i; j++)
        total += fish[j];
// report results
    if (i == 0)
        cout << "No fish\n";
    else
        cout << total / i << " = average weight of "
            << i << " fish\n";
    cout << "Done.\n";
    return 0;
}

注意： 本书前面说过，在有些执行环境中，为让窗口打开以便能够看到输出，需要添加额外的代码。在这个示例中，由于输入‘q’结束输入，处理起来更复杂些：

if (!cin) // input terminated by non-numeric response
{
    cin.clear();  // reset input
    cin.get();    // read q
}
cin.get();        // read end of line after last input
cin.get();        // wait for user to press <Enter>

在程序清单6.13中，如果要让程序在结束循环后接收输入，也可使用类似的代码。

程序清单6.14更进了一步，它使用cin来返回值并重置cin。

程序清单6.13中的表达式cin>>fish [i]实际上一个是cin方法函数调用，该函数返回cin。如果cin位于测试条件中，则将被转换为bool类型。如果输入成功，则转换后的值为true，否则为false。如果表达式的值为false，则循环结束。下面是该程序的运行情况：

Please enter the weights of your fish.
You may enter up to 5 fish <q to terminate>.
fish #1: 30
fish #2: 35
fish #3: 25
fish #4: 40
fish #5: q
32.5 = average weight of 4 fish
Done.

请注意下面的代码行：

while (i < Max && cin >> fish[i]) {

前面讲过，如果逻辑AND表达式的左侧为false，则C++将不会判断右侧的表达式。在这里，对右侧的表达式进行判定意味着用cin将输入放到数组中。如果i等于Max，则循环将结束，而不会将一个值读入到数组后面的位置中。

当用户输入的不是数字时，该程序将不再读取输入。下面来看一个继续读取的例子。假设程序要求用户提供5个高尔夫得分，以计算平均成绩。如果用户输入非数字输入，程序将拒绝，并要求用户继续输入数字。可以看到，可以使用cin输入表达式的值来检测输入是不是数字。程序发现用户输入了错误内容时，应采取3个步骤。

1．重置cin以接受新的输入。

2．删除错误输入。

3．提示用户再输入。

请注意，程序必须先重置cin，然后才能删除错误输入。程序清单6.14演示了如何完成这些工作。

程序清单6.14　cingolf.cpp

// cingolf.cpp -- non-numeric input skipped
#include <iostream>
const int Max = 5;
int main()
{
    using namespace std;
// get data
    int golf[Max];
    cout << "Please enter your golf scores.\n";
    cout << "You must enter " << Max << " rounds.\n";
    int i;
    for (i = 0; i < Max; i++)
    {
        cout << "round #" << i+1 << ": ";
        while (!(cin >> golf[i])) {
            cin.clear();  // reset input
            while (cin.get() != '\n')
                continue; // get rid of bad input
            cout << "Please enter a number: ";
        }
    }
// calculate average
    double total = 0.0;
    for (i = 0; i < Max; i++)
        total += golf[i];
// report results
    cout << total / Max << " = average score "
            << Max << " rounds\n";
    return 0;
}

下面是该程序的运行情况：

Please enter your golf scores.
You must enter 5 rounds.
round #1: 88
round #2: 87
round #3: must i?
Please enter a number: 103
round #4: 94
round #5: 86
91.6 = average score 5 rounds

程序说明

在程序清单6.14中，错误处理代码的关键部分如下：

while (!(cin >> golf[i])) {
    cin.clear(); // reset input
    while (cin.get() != '\n')
        continue; // get rid of bad input
    cout << "Please enter a number: ";
}

如果用户输入88，则cin表达式将为true，因此将一个值放到数组中；而表达式!(cin >> golf [i])为false，因此结束内部循环。然而，如果用户输入must i?，则cin表达式将为false，因此不会将任何值放到数组中；而表达式!(cin >> golf [i])将为true，因此进入内部的while循环。该循环的第一条语句使用clear()方法重置输入，如果省略这条语句，程序将拒绝继续读取输入。接下来，程序在while循环中使用cin.get()来读取行尾之前的所有输入，从而删除这一行中的错误输入。另一种方法是读取到下一个空白字符，这样将每次删除一个单词，而不是一次删除整行。最后，程序告诉用户，应输入一个数字。

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