Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

Операторы вывода встроенных типов форматирования практически не обеспечивают. В частности, они не выводят символ новой строки. Пользователи ожидают, что операторы вывода класса будут вести себя так же. Если бы оператор выводил новую строку, то пользователь не смог бы вывести содержимое объекта с описывающим его текстом в одной строке. Оператор вывода, обеспечивающий минимум форматирования, позволяет контролировать подробности вывода пользователям.

Обычно операторы вывода должны выводить содержимое объекта с минимальным форматированием. Они не должны выводить новую строку.

Операторы ввода и вывода, соответствующие соглашениям библиотеки iostream, должны быть обычными функциям, а не членами класса. Эти операторы не могут быть членами нашего класса. Если бы это было так, то левый операнд должен был быть объектом типа нашего класса:

Sales_data data;

data << cout; // если бы оператор operator<<

// был членом класса Sales_data

Если бы эти операторы были членами некоего класса, то они должны были бы быть членами класса istreamили ostream. Но эти классы являются частью стандартной библиотеки, а добавлять члены в библиотечные классы нельзя.

Таким образом, если необходимо определить операторы ввода-вывода для собственного типа, их следует определить как функции, не являющиеся членами класса. Конечно, операторы ввода-вывода обычно должны читать или выводить данные не открытых переменных-членов. Как следствие, операторы ввода-вывода обычно объявляют дружественными (см. раздел 7.2.1).

Упражнение 14.6. Определите оператор вывода для класса Sales_data.

Упражнение 14.7. Определите оператор вывода для класса String, написанного для упражнений раздела 13.5.

Упражнение 14.8. Определите оператор вывода для класса, который был выбран в упражнении 7.40 раздела 7.5.1.

Обычно первый параметр оператора ввода является ссылкой на поток, из которого осуществляется чтение, а второй параметр — ссылкой на некий неконстантный объект, в который предстоит прочитать данные. Обычно оператор возвращает ссылку на свой поток. Второй параметр не должен быть константным потому, что задачей оператора ввода и является собственно запись данных в этот объект.

В качестве примера напишем оператор ввода для класса Sales_data:

istream &operator>>(istream &is, Sales_data &item) {

double price; // инициализировать не нужно; читать в price

// прежде, чем использовать

is >> item.bookNo >> item.units_sold >> price;

if (is) // проверить успех ввода данных

item.revenue = item.units_sold * price;

else

item = Sales_data(); // ввод неудачен: вернуть объект в

// стандартное состояние

return is;

}

За исключением оператора ifэто определение подобно прежней функции read()(см. раздел 7.1.3). Оператор ifпроверяет, было ли чтение успешно. Если произойдет ошибка ввода-вывода, он вернет объект Sales_dataв состояние пустого объекта. Это гарантирует корректность состояния объекта.

Операторы ввода должны учитывать возможность неудачи ввода, а операторы вывода об этом могут не заботиться.

В операторе ввода возможны следующие ошибки.

• Операция чтения может потерпеть неудачу из-за наличия в потоке данных неподходящего типа. Например, после чтения переменной-члена bookNoоператор ввода подразумевает, что следующие два элемента будут числовыми данными. Если во вводе окажутся не числовые данные, поток будет недопустим и все последующее попытки чтения из него потерпят неудачу.

• Во время любой из операций чтения может встретиться конец файла или произойти другая ошибка потока ввода.

Чтобы не проверять каждую часть прочитанных данных, можно проверить состояние потока в целом и только потом использовать прочитанные данные

if (is) // проверить успех ввода данных

item.revenue = item.units_sold * price;

else

item = Sales_data(); // ввод неудачен: вернуть объект в

// стандартное состояние

При сбое любой из операций чтения значение переменной-члена priceостанется неопределенным. Следовательно, перед ее использованием следует проверить, допустим ли еще поток ввода. Если это так, осуществляется вычисление значения переменной revenue. В случае ошибки ничего страшного не произойдет, поскольку будет возвращен пустой объект класса Sales_data. Для этого объекту itemприсваивается новый объект класса Sales_data, созданный при помощи стандартного конструктора. После этого присвоения переменная-член bookNoобъекта itemбудет содержать пустую строку, а его переменные члены revenue и units_sold— нулевое значение.

Возвращение объекта в допустимое состояние особенно важно, если объект мог быть частично изменен прежде, чем произошла ошибка. Например, в данном операторе ввода ошибка могла бы произойти уже после успешного чтения в переменную-член bookNo. В результате значения переменных-членов units_soldи revenueостанутся неизменными. Таким образом, новое значение bookNoбудет связано с данными прежнего объекта.

Оставляя объект в допустимом состоянии, можно в некоторой степени защитить пользователя, который игнорирует возможность ошибки ввода. Объект будет находиться в пригодном для использования состоянии — все его члены окажутся определены. Кроме того, объект не будет вводить в заблуждение — его данные останутся единообразными.

Проектируя оператор ввода, очень важно решить, что делать в случае ошибки и как вновь сделать объект доступным.

Некоторые операторы ввода нуждаются в дополнительной проверке данных. Например, оператор ввода мог бы проверить соответствие формату данных, читаемых в переменную bookNo. В таких случаях оператору ввода возможно понадобится установить флаг состояния потока так, чтобы он означал отказ (см. раздел 8.1.2), хотя с технической точки зрения чтение было успешно. Обычно оператор ввода устанавливает только флаг failbit. Флаг eofbitподразумевал бы конец файла, а бит badbit— нарушение потока. Установку этих флагов лучше оставить библиотеке IO.