Question

在以下程序中

#include <iostream>
#include <sstream>

int main()
{
    std::istringstream iss("-89");
    std::cout << static_cast<bool>(iss) << iss.good() << iss.fail() << iss.bad() << iss.eof() << '\n';
    unsigned int u;
    iss >> u;
    std::cout << static_cast<bool>(iss) << iss.good() << iss.fail() << iss.bad() << iss.eof() << '\n';
    return 0;
}

溪流lib将签名值读入unsigned int，甚至没有打嗝，默默地producing a wrong result：

11000
10001

我们需要能够捕获那些运行时类型不匹配错误。如果我们还没有在模拟中发现这一点，这可能会炸毁非常昂贵的硬件。

我们如何安全地从流中读取无符号值？

Answer 1

你可以写一个操纵者：

template <typename T>
struct ExtractUnsigned
{
    T& value;
    ExtractUnsigned(T& value) : value(value) {}
    void read(std::istream& stream) const {
        char c;
        stream >> c;
        if(c == '-') throw std::runtime_error("Invalid unsigned number");
        stream.putback(c);
        stream >> value;
    }
};

template <typename T>
inline ExtractUnsigned<T> extract_unsigned(T& value) {
    return ExtractUnsigned<T>(value);
}

template <typename T>
inline std::istream& operator >> (std::istream& stream, const ExtractUnsigned<T>& extract) {
    extract.read(stream);
    return stream;
}


int main()
{
    std::istringstream data("   +89   -89");
    unsigned u;
    data >> extract_unsigned(u);
    std::cout << u << '\n';
    data >> extract_unsigned(u);
    return 0;
}

Answer 2

您可以读入已签名类型的变量，该变量可以首先处理整个范围，并测试它是负数还是超出目标类型的最大值。如果您的无符号值可能不适合可用的最大签名类型，则必须使用iostream之外的其他内容进行解析。

Answer 3

首先，我认为解析unsigned值的负值是错误的。该值由std::num_get<char>根据strtoull()的格式解码（22.4.2.12第3段，第3阶段，第2章）。 strtoull()的格式在C 7.22.1.4中定义为与C 6.4.4.1中的整数常量相同，后者要求文字值可以用unsigned类型表示。显然，负值不能用unsigned类型表示。不可否认，我查看了C11，我不是C ++ 11引用的C标准。此外，在编译器中引用标准段落不会解决问题。因此，下面是一种整齐地改变值的解码的方法。

您可以设置一个全局std::locale，其中std::num_get<...>方面拒绝以unsigned long和unsigned long long的减号开头的字符串。 do_put()覆盖可以简单地检查第一个字符，然后委托给基类版本，如果它不是'-'。

以下是自定义构面的代码。虽然它是相当多的代码，但实际使用是相当直接的。大多数代码只是替代用于解析virtual数字（即unsigned成员）的不同do_get()函数的样板。这些都是根据成员函数模板get_impl()实现的，它会检查是否没有更多字符，或者下一个字符是'-'。在这两种情况中的任何一种情况下，转换都会失败，只需将std::ios_base::failbit添加到参数err即可。否则，该函数仅委托基类转换。

相应创建的构面最终用于构造新的std::locale对象（custom;请注意，分配的positive_num_get对象在最后std::locale个对象时自动释放它被释放了）。安装此std::locale以成为全局区域设置。所有新创建的流都使用全局区域设置。示例std::cin中的现有流需要与区域设置imbue() d，如果它应该影响它们。一旦设置了全局区域设置，新创建的流将只选择已更改的解码规则，即不需要更改代码。

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <locale>

class positive_num_get
    : public std::num_get<char> {
    typedef std::num_get<char>::iter_type iter_type;
    typedef std::num_get<char>::char_type char_type;

    // actual implementation: if there is no character or it is a '-' fail
    template <typename T>
    iter_type get_impl(iter_type in, iter_type end,
                       std::ios_base& str, std::ios_base::iostate& err,
                       T& val) const {
        if (in == end || *in == '-') {
            err |= std::ios_base::failbit;
            return in;
        }
        else {
            return this->std::num_get<char>::do_get(in, end, str, err, val);
        }
    }
    // overrides of the various virtual functions
    iter_type do_get(iter_type in, iter_type end,
                     std::ios_base& str, std::ios_base::iostate& err,
                     unsigned short& val) const override {
        return this->get_impl(in, end, str, err, val);
    }
    iter_type do_get(iter_type in, iter_type end,
                     std::ios_base& str, std::ios_base::iostate& err,
                     unsigned int& val) const override {
        return this->get_impl(in, end, str, err, val);
    }
    iter_type do_get(iter_type in, iter_type end,
                     std::ios_base& str, std::ios_base::iostate& err,
                     unsigned long& val) const override {
        return this->get_impl(in, end, str, err, val);
    }
    iter_type do_get(iter_type in, iter_type end,
                     std::ios_base& str, std::ios_base::iostate& err,
                     unsigned long long& val) const override {
        return this->get_impl(in, end, str, err, val);
    }
};

void read(std::string const& input)
{
    std::istringstream in(input);
    unsigned long value;
    if (in >> value) {
        std::cout << "read " << value << " from '" << input << '\n';
    }
    else {
        std::cout << "failed to read value from '" << input << '\n';
    }
}

int main()
{
    read("\t 17");
    read("\t -18");

    std::locale custom(std::locale(), new positive_num_get);
    std::locale::global(custom);
    std::cin.imbue(custom);

    read("\t 19");
    read("\t -20");
}

Answer 4

你可以这样做：

#include <iostream>
#include <sstream>

int main()
{
        std::istringstream iss("-89");
        std::cout << static_cast<bool>(iss) << iss.good() << iss.fail() << iss.bad() << iss.eof() << '\n';
        int u;
        if ((iss >> u) && (u > 0)) {
                unsigned int u1 = static_cast<unsigned int>(u);
                std::cout << "No errors: " << u1 << std::endl;
        } else {
                std::cout << "Error" << std::endl;
        }
        std::cout << static_cast<bool>(iss) << iss.good() << iss.fail() << iss.bad() << iss.eof() << '\n';
        return 0;
}

如何安全地从流中读取unsigned int？

4 个答案: