c++ - 为什么 std::cin 的提取器操作符等待用户输入？

Question

我知道这可能是个愚蠢的问题，但我不确定从终端获取用户输入的实际效果如何。

我从概念上理解输入/输出，使用它们也没有问题，但当涉及到这些在基本层面上的实际实现方式时，我就迷失了。

据我所知，所有流对象都使用一种缓冲区。如果你提取你到达eof的所有字符。这部分我可能是错的，我想了解更多。例如，当我们使用 std::cin 的提取器运算符时，它会等待输入。它如何区分等待输入和到达 eof(没有其他可读)？

Answer 1

std::cin 没有做任何特别的事情。像所有文件输入一样，它发出系统级读取(read 在 Unix 中，ReadFile 在Windows)，以获得足够的字节来填充其缓冲区(通常是今天超过 1K)。它是检测到的系统输入来自键盘，并且表现不同:来自文件，系统将读取尽可能多的可用字节，直到文件末尾或请求的编号，并立即返回。从键盘，系统将正常读取字符进入内部缓冲区直到进入，以允许编辑(返回空间等)，并且只有在输入时才会将此缓冲区传回调用者(在附加了新的行标记之后)。

编辑:

有点像对在讨论:我将以 Unix 中发生的事情为例系统(但 Windows 基本相同，取模方式报告不同的信息)。 istream 本身是缓冲的。当您尝试提取字符(>>>运算符、istream::get 等)，流将从它的缓冲区。如果缓冲区中没有更多字符，它将向系统发出一个read请求，地址为及其缓冲区的大小。 (在今天的系统上，我会惊讶地看到不到 1K 的缓冲区。)什么系统用它做什么将取决于文件描述符指定的内容:

一个文件

系统将从当前位置开始复制字节文件，直到它填满缓冲区或到达文件末尾。它返回它复制的字节数(或 -1，如果有错误)。

键盘

对于键盘，系统维护一个内部缓冲区它自己的，并逐行读取。这个缓冲区只会当用户按下 enter 时被视为“准备就绪”；在此之前，系统根本不会从 read 返回。这允许执行行编辑的系统；例如处理类似的事情退格键。当您按下回车键时，系统会添加(系统特定的)新行序列到缓冲区，并返回它已复制到缓冲区中的字符数。 (因此，不0，因为有换行。)这个程序可以修改两种方式:Unix 和 Windows 都有特殊字符(Unix 下的 control-D，Windows 下的 control-Z)告诉系统立即从读取返回，无论缓冲区目前包含。如果你刚开始一行，缓冲区不包含任何内容，`read` 返回读取了 0 个字符，流将其视为文件结尾。如果流缓冲区大小小于中的字符数该行(因为你已经冷静地输入了 100000 个字符没有新行)，`read` 将返回将要返回的最大值适合缓冲区，下一个 read 将立即返回与该行的其余部分(或下一个 `read` 将返回立即，直到读完整行)。

一个管道

系统会等到有足够多的管道中请求的字符，或者没有更多留下管道以供写入的进程。然后它会复制请求的字符数(或更少，写入端关闭)，并返回复制的数字。

如果read指示错误，流将设置badbit；如果 read 返回 0 个字符读取，流将处理它作为文件的结尾。