正确读取输入

摘要

输入是世界进入程序的边界，而世界并不遵守规格说明。本课教人不加信任地读取：用 std::getline 读取整行，并避免它与 >> 混用时出现的空行；查询流的状态，并借此区分输入、输出与错误一课只见到混在一起的三种情形（无效数据、放不下的数和数据的结束）；用 clear 和 ignore 从失败的读取中恢复；以及，作为最安全的做法，把每个数据当作文本读取，再用 std::from_chars 转换，只有当转换用尽了整段文本时才接受它。本课最后给出一个带契约的函数 readInt，课程的其余部分可以重复使用它。

学习目标

用 std::getline 读取整行，解释为什么紧跟在 >> 读取之后的 getline 会返回空行，并用 std::ws 避免这种情况。
在读取之后用 fail() 和 eof() 查询流的状态，并借此区分无效数据、放不进其类型的数和输入的结束。
编写一个读取循环，它用 clear 和 ignore 从无效输入中恢复，并在输入结束时终止。
用 std::from_chars 校验作为文本读入的数，要求没有错误并且用尽整个字符串，并把校验封装在带契约的函数中。

再谈边界

输入、输出与错误一课确立了关于 std::cin >> n 的三个事实：读取在第一个不能延续该数的字符处停下，并且不消耗它；如果一个字符也没能读到，流就进入错误状态，此后的每次读取都什么也不做；而 if (std::cin) 可以让人知道是否有什么失败了。循环一课又补充说，条件 while (std::cin >> value) 无论是输入结束还是遇到无效数据都会终止。然而，有了这些工具，程序能察觉出了问题，却不知道是什么问题，除了放弃也做不了别的。

本课从一条设计原则出发，即边界上的防御式编程：每个进入的数据在使用之前都要校验，而校验它的程序要把允许纠正的无效数据（再要一次、跳过、报告它）与不允许纠正的数据结束区分开来。既然如此，就需要三样东西：按数据写下的样子读取它，也就是读取一行；知道一次读取为什么失败；以及让流恢复读取的能力。