使用输入文件初始化复杂对象
将整型、浮点型和字符串分开读取不是困难,因为流操作符>>
对于基础类型有重载的版本,并且输入流会将输入中的空格去除。
不过,对于更加复杂的结构体来说,我们应该如何将其从输入流中读取出来,并且当我们的字符串中需要多个单词的时候应该怎么做呢(在空格处不断开)?
对于任意类型,我们都可以对输入流operator>>
操作符进行重载,接下来我们就要看下如何做这件事:
How to do it…
本节,我们将定义一个数据结构,并从标准输入中获取数据:
包含必要的头文件和声明所使用的命名空间:
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <string>
#include <algorithm>
#include <iterator>
#include <vector>
using namespace std;
创建一个复杂的对象,我们定义了一个名为
city
的结构体。城市需要有名字,人口数量和经纬坐标。struct city {
string name;
size_t population;
double latitude;
double longitude;
};
为了从输入流中读取一个城市的信息,这时我们就需要对
operator>>
进行重载。对于操作符来说,会跳过ws
开头的所有空格,我们不希望空格来污染城市的名称。然后,会对一整行的文本进行读取。这样类似于从输入文件中读取一整行,行中只包含城市的信息。然后,我们就可以用空格将人口,经纬度进行区分:istream& operator>>(istream &is, city &c)
{
is >> ws;
getline(is, c.name);
is >> c.population
>> c.latitude
>> c.longitude;
return is;
}
主函数中,我们创建一个
vector
,其包含了若干城市元素,使用std::copy
将其进行填充。我们会将输入的内容拷贝到istream_iterato
中。通过给定的city
结构体作为模板参数,其会使用重载过的operator>>
进行数据的读取:int main()
{
vector<city> l;
copy(istream_iterator<city>{cin}, {},
back_inserter(l));
为了了解城市信息是否被正确解析,我们会将其进行打印。使用格式化输出
left << setw(15) <<
,城市名称左边必有很多的空格,这样我们的输出看起来就很漂亮:for (const auto &[name, pop, lat, lon] : l) {
cout << left << setw(15) << name
<< " population=" << pop
<< " lat=" << lat
<< " lon=" << lon << '\n';
}
}
例程中所用到的文件内容如下。我们将四个城市的信息写入文件:
Braunschweig
250000 52.268874 10.526770
Berlin
4000000 52.520007 13.404954
New York City
8406000 40.712784 -74.005941
Mexico City
8851000 19.432608 -99.133208
编译并运行程序,将会得到如下输入。我们在输入文件中为城市名称前添加一些不必要的空白,以查看空格是如何被过滤掉的:
$ cat cities.txt| ./initialize_complex_objects
Braunschweig population = 250000 lat = 52.2689 lon = 10.5268
Berlin population = 4000000 lat = 52.52 lon = 13.405
New York City population = 8406000 lat = 40.7128 lon = -74.0059
Mexico City population = 8851000 lat = 19.4326 lon = -99.1332
How it works…
本节也非常短。我们只是创建了一个新的结构体city
,我们对std::istream
迭代器的operator>>
操作符进行重载。这样也就允许我们使用istream_iterator<city>
对数据进行反序列化。
关于错误检查则是一个开放性的问题。我们现在再来看下operator>>
实现:
istream& operator>>(istream &is, city &c)
{
is >> ws;
getline(is, c.name);
is >> c.population >> c.latitude >> c.longitude;
return is;
}
我们读取了很多不同的东西。读取数据发生了错误,下一个应该怎么办?这是不是意味着我们有可能读取到错误的数据?不会的,这不可能发生。即便是其中一个元素没有被输入流进行解析,那么输入流对象则会置于错误的状态,并且拒绝对剩下的输入进行解析。这样就意味着,如果c.population
或c.latitude
没有被解析出来,那么对应的输入数据将会被丢弃,并且我们可以看到反序列了一半的city
对象。
站在调用者的角度,我们需要注意这句if(input_stream >> city_object)
。这也就表面流表达式将会被隐式转换成一个布尔值。当其返回false时,输入流对象则处于错误状态。如果出现错误,就需要采取相应的措施对流进行重置。
本节中没有使用if
判断,因为我们让std::istream_iterator<city>
进行反序列化。operator++
在迭代器的实现中,会在解析时对其状态进行检查。当遇到错误时,其将会停止之后的所有迭代。当前迭代器与end
迭代器比较返回true时,将终止copy
算法的执行。如此,我们的代码就很安全了。