c++ - 对 std::cin 的澄清

Question

这直接摘自 Bjarne Stroustrup 的“C++ 编程语言”。我只想澄清一下他是如何将数字累加到变量 (int number_value) 中的。请不要撕毁代码，它不是我写的(帖子底部第 6 章的完整代码)。

特别是当解析器调用词法分析器时，词法分析器如何使用 cin 构建一个数字。我相信答案就在这八行中，但我想解释一下它是如何工作的。

if( isalpha( ch ) ) {
    (*input).putback( ch );
    (*input) >> string_value;
    return curr_tok=NAME;
} else {
    error( "bad token " );
    return curr_tok=PRINT;
}

在我看来，第一次调用 get_token( ) 时，它将完整的 expression_list 放入 cin 或任何输入流输入指向(在 get_token( ) 内部)。

(*input) >> ch;

我知道 ch 被声明为 char，但是如果您键入 123.4+5.432 会发生什么； (假设输入是 cin)cin 现在包含其流中包含的“字符串”123.4+5.432。然后我们转到词法分析器中的 switch 语句 (get_token())。我假设::

ch == 1?

此时？接下来在 switch 语句中，我们将“通过”到“。”案件。在这里，我们将“1”放回流中并将其写出到 number_value?

(*input).putback( ch );
(*input) >> number_value;

现在 number_value = 1，我们返回解析器。由于我们找到了一个 NUMBER，它再次调用 get_token()。并再次调用 cin operator<<。下一次调用 (*input)>> number_value 不会将 2 放入数字值中以覆盖 1(假设输入仍然是 123.4+5.432)吗？这里发生了什么。我想我需要更好地了解流的工作原理。如果有人能花时间给我一个简短的解释并指出一个好的资源，我将不胜感激。

谢谢，

马修霍根

对于那些没有这本书的人，代码是:

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <string>
#include <sstream>
#include <map>
#include <cctype>

std::istream *input;

double number_value;
int no_of_errors;
std::string string_value; 
std::map<std::string,double> table;

enum Token_value {
    NAME,        NUMBER,        END,
    PLUS='+',    MINUS='-',     MUL='*',       DIV='/',  
    PRINT=';',   ASSIGN='=',    LP='(',        RP=')'
}; 

Token_value curr_tok=PRINT;

double expr( bool );
double term( bool );
double prim( bool );
Token_value get_token( );
double error( std::string s ) {
    no_of_errors++;
    std::cerr << "error: " << s << std::endl;
    return 1.0;
}

Token_value get_token( ) {
    char ch = 0;
    (*input) >> ch;

    switch( ch ) {
        case 0: {
            return curr_tok=END;
        }
        case ';': 
        case '*':
        case '/':
        case '+':
        case '-':
        case '(':
        case ')':
        case '=': {
            return curr_tok = static_cast<Token_value>( ch );
        }
        case '0':
        case '1':
        case '2':
        case '3':
        case '4':
        case '5':
        case '6':
        case '7':
        case '8':
        case '9':
        case '.': {
            (*input).putback( ch );
            (*input) >> number_value;
            return curr_tok=NUMBER;
        }
        default: {
            if( isalpha( ch ) ) {
                (*input).putback( ch );
                (*input) >> string_value;
                return curr_tok=NAME;
            } else {
                error( "bad token " );
                return curr_tok=PRINT;
            }
        }
    }
}

int main( int argc, char *argv[ ] ) {
    switch( argc ) {
        case 1: {
            input = &std::cin;
            break;
        }
        case 2: {
            input = new std::istringstream( argv[1] );
            break;
        }
        default: {
            error(" To many arguments" );
            return 1;
        }
    }
    table["pi"] = 3.1415926535897932385;
    table["e"] = 2.7182818284590452354;

    while( (*input) ) {
        get_token( );
        if( curr_tok == END ) {
            break;
        }
        if( curr_tok == PRINT ) {
            continue;
        }
        std::cout << expr( false ) << std::endl;
    }

    if( input != &std::cin ) {
        delete input;
    }

    return 0;
}

double expr( bool get ) {
    double left = term( get );

    for( ; ; ) {
        switch( curr_tok ) {
            case PLUS: {
                left += term( true );
                break;
            }
            case MINUS: {
                left -= term( true );
                break;
            }
            default: {
                return left;
            }
        }
    }
}

double term( bool get ) { 
    double left = prim( get );
    for( ; ; ) {
        switch( curr_tok ) {
            case MUL: {
                left *= prim( true );
                break;
            }
            case DIV: {
                if( double d = prim( true ) ) {
                    left /= d;
                    break;                   
                }
                else {
                    return error( "divide by 0" );
                }
            }
            default: {
                return left;
            }
        }
    }
}

double prim( bool get ) {
    if( get ) {
        get_token( );
    }

    switch( curr_tok ) {
        case NUMBER: {
            double v = number_value;
            get_token( );
            return v;
        }
        case NAME: {
             double &v = table[string_value];
             if( get_token( ) == ASSIGN ) {
                 v = expr( true );
                 return v;
             }
        }
        case MINUS: {
            return -prim( true );
        }
        case LP: {
            double e = expr( true );
            if( curr_tok != RP ) {
                return error( "')' expected" );
            }
            get_token( );
            return e;
        }
        default: {
            return error( "primary expected" );
        }
    }
}

Answer 1

“诡计”是由以下三行的不同行为引起的:

char ch;                   std::cin >> ch;
std::string string_value;  std::cin >> string_value;
double number_value;       std::cin >> number_value;

第一个只获取一个字符，第二个和第三个获取多个 个字符以构建正确类型的变量。

字符串重载全局operator>>函数为字符串提供一个版本，这个版本使用空格作为分隔符(如果你的字符串需要输入空格，你应该查看getline).

double 版本使用 istream& operator>> (double& val); 成员函数，并且只读取对形成 double 值有意义的字符。

那么，假设您输入 abc。代码 cin >> ch 将使用字符 'a' 填充 ch，并将其从输入流中移除。然后，您将在默认情况下使用 isapha 检测到它，因为它不匹配任何其他情况。

此时，您将该字符 'a' 推回输入流以便重新读取它，然后执行 cin >> string_value 得到整个字符串abc，不是单个字符。

同样，如果您输入 3.14159，它会被 case '3' 检查捕获，该字符将被推回输入流，并且 cin >> number_value 将得到整个值。