为什么可以用while(cin)?

为什么可以用while(cin)?

 

/**
 *  @brief  The quick-and-easy status check.
 *
 *  This allows you to write constructs such as
 *  "if (!a_stream) ..." and "while (a_stream) ..."
*/
operator void*() const
{ return this->fail() ? 0 : const_cast<basic_ios*>(this); }

如果你把一个basic_ios类的对象（cin就是）放到if语句的括号里，它就会被转换成void*型。如果输入失败的话，就会得到一个空指针（也就是0），那么if语句就不能通过。

#include<iostream>
#include<utility>
using namespace std;
int main()
{
   int i;
   do
   {
    cout<<i<<endl;
   }while(cin>>i);
}

首先输出个0.之后输入X，输出X；当输入ctrl+d时，没有输出，结束。

#include<iostream>
#include<utility>
using namespace std;
int main()
{
   int i;
   do{
      cin>>i;
      cout<<i<<endl; 

   }while(cin);
}

输入x，输出x；当输入ctrl+d时，再输出个上一次的输入量，结束。

ctrl+d表示表示输入错误。

cin.clear()可以重新将cin置为有效。

导致循环终止的原因是流对象cin进入错误状态：系统输入级故障；读入了无效数据；遇到文件结束符。

下面是一个用到cin判断作为循环条件的程序：

#include<iostream>
#include<utility>
#include<vector>
#include<map>
using namespace std;
int main()
{
   map<string,vector< pair<string,string> > > family;
   pair<string,string> pa;
   string surName,childName,birthDate;
   do{
      cout<<"enter surname"<<endl;
      cin>>surName;
      if(!cin)
     break;                     //如果cin无效，跳出循环
      vector< pair<string,string> > child;
      pair<map<string,vector<pair<string,string> > >::iterator,bool>
      ret = family.insert(make_pair(surName,child));
      cout<<"input name and age"<<endl;
      while(cin>>surName>>birthDate)
      {
         pair<string,string> pa;
         pa = make_pair(surName,birthDate);
         ret.first->second.push_back(pa);     //ctrl+d跳出循环，此时cin无效
      }
      cin.clear();           //使cin重新有效，以达到下面while循环条件。
   }while(cin);
   cout<<"enter search"<<endl;
   cin.clear();
   cin>>surName;
   map<string,vector< pair<string,string> > >::iterator it = family.find(surName);
   if(it==family.end())
   cout<<"no this surname"<<endl;
   else
   {
   vector< pair<string,string> >::iterator itt = it->second.begin();
   while(itt!=it->second.end())
      {
      cout<<(*itt).first<<"\t\t"<<(*itt).second<<endl;
      itt++;
      }
   }
   return 0;
}

while(cin)和while(!cin)的原理分析

今天看书的时候看到代码while(cin>>val)，忽然就在想这样写的合法性是如何判定的。我们都知道cin是一个流对象，而>>运算符返回左边的流对象，也就是说cin>>val返回cin，于是while(cin>>val)就变成了while(cin)，问题就变成了一个流对象在判断语句中的合法性。

不管是while(cin)还是if(cin)，都是合法的，为什么呢？我们自己定义一个类，然后定义该类的对象，然后使用if语句来判断它是不合法的。这说明，流对象具有某种转换函数，可以将一个流对象转换成判断语句可以识别的类型。

打开iostream.h文件，找到cin的定义，发现是来自于istream.h，其中的模板类basic_istream继承自basic_ios，打开basic_ios的定义，发现它继承自ios_base，再次定位到ios_base类，发现它有两个重载函数。operator void *() const和bool operator!() const。这两个函数使得流对象可作为判断语句的内容。

operator void *() const;函数在while(cin)或是if(cin)时被调用，将流对象转换成void *类型。

bool operator!() const;函数在while(!cin)或是if(!cin)时被调用，将流对象转换成bool类型。

C++中basic_ios.h中的函数定义如下：

1. /**
2. *  @brief  The quick-and-easy status check.
3. *
4. *  This allows you to write constructs such as
5. *  "if (!a_stream) ..." and "while (a_stream) ..."
6. */
7. operator void*() const
8. { return this->fail() ? 0 : const_cast<basic_ios*>(this); }

1. bool operator!() const
2. { return this->fail(); }

因此，可以简单的理解调用过程为：

while(cin)  =====> while(!cin.fail())              //while the stream is OK
               while(!cin) =====> while(cin.fail())               //while the stream is NOT OK

需要指出的是，上述两个类型转换都是隐式的。

既然我们找到了while(cin)合法的原因，自然需要试验一下。

我们定义一个类A，在A中定义上述两个函数，然后定义A的一个对象a，使用if(a)和if(!a)来验证一下。代码如下：

1. #include<iostream>
2. using namespace std;
3. class A
4. {
5. public:
6. A(){}
7. ~A(){}
8. operator void *()const
9. {
10. cout<<"cast to void*; ";
11. return (void *)this;
12. }
13. bool operator!() const
14. {
15. cout<<"cast to bool; ";
16. return true;
17. }
18. };
19. int main()
20. {
21. A a;
22. if(a) cout<<"first"<<endl;
23. if(!a) cout<<"second"<<endl;
24. return 0;
25. }

运行以上程序，结果为cast to void*; first和cast to bool; second。结果表明，if(a)隐式调用了operator void *()函数，if(!a)隐式调用了bool operator!()函数。

上述两个函数其实是操作符的重载过程。使用这种重载函数，我们就可以像使用cin一样，用if语句对我们的对象做判断了。