[转载]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