如何安全地从流中读取无符号int

您可以编写一个操纵器：

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;
}

您可以读取一个带符号类型的变量，该变量可以首先处理整个范围，并测试它是否为负数或超过目标类型的最大值。如果您的无符号值可能不适合可用的最大有符号类型，则必须使用iostream以外的其他方法进行解析。

首先，我认为为unsigned值解析负值是错误的。该值由std::num_get<char>根据strtoull()的格式进行解码(22.4.2.12第3段，第3阶段，第二个项目符号)。strtoull()的格式在C 7.22.1.4中定义为与C 6.4.4.1中整数常数的格式相同，这要求文字值可以用unsigned类型表示。显然，负值不能用unsigned类型来表示。诚然，我看了C11，它并不是C++11中引用的C标准。此外，在编译器中引用标准段落并不能解决这个问题。因此，下面是一种巧妙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<...>方面拒绝以减号开头的unsigned long和unsigned long long字符串。do_put()重写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'-')。

下面是一个自定义方面的代码。虽然这是一个相当多的代码，但实际使用是相当直接的。大多数代码只是覆盖用于解析unsigned数字(即do_get()成员)的不同virtual函数的样板。这些都只是根据成员函数模板get_impl()来实现的，该模板检查是否没有更多的字符或者下一个字符是否是'-'。在这两种情况中的任何一种情况下，通过将std::ios_base::failbit添加到参数err，转换失败。否则，函数仅委托基类转换。

相应创建的facet最终用于构建新的std::locale对象(custom；请注意，当使用它的最后一个std::locale对象被释放时，分配的positive_num_get对象会自动释放)。安装此std::locale将成为全局区域设置。全局区域设置由所有新创建的流使用。现有流，在示例std::cin中，如果区域设置会影响它们，则需要为imbue()d。一旦设置了全局语言环境，新创建的流将只接受更改后的解码规则，即不需要太多更改代码。

#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");
}

您可以按如下方式执行：

#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;
}