为什么在读取eof时设置failbit？

Question

我读过<fstream>早于<exception>。忽略fstream上的异常信息量不大的事实，我有以下问题：

可以使用exceptions()方法在文件流上启用异常。

ifstream stream;
stream.exceptions(ifstream::failbit | ifstream::badbit);
stream.open(filename.c_str(), ios::binary);

任何尝试打开不存在的文件，没有正确权限的文件或任何其他I / O问题都将导致异常。使用自信的编程风格非常好。该文件应该在那里并且可读。如果条件不满足，我们会得到例外。如果我不确定文件是否可以安全打开，我可以使用其他功能来测试它。

但现在假设我尝试读入缓冲区，如下所示：

char buffer[10];
stream.read(buffer, sizeof(buffer)); 

如果流在填充缓冲区之前检测到文件结束，则流决定设置failbit，如果启用了异常，则会触发异常。为什么？这有什么意义？我本可以证实在阅读后只测试eof()：

char buffer[10];
stream.read(buffer, sizeof(buffer));
if (stream.eof()) // or stream.gcount() != sizeof(buffer)
    // handle eof myself

这种设计选择使我无法在流上使用标准异常，并迫使我在权限或I / O错误上创建自己的异常处理。或者我错过了什么？有什么出路吗？例如，我可以轻松测试是否可以在流之前读取流上的sizeof(buffer)字节吗？

Answer 1

failbit旨在允许流报告某些操作未能成功完成。这包括诸如无法打开文件，尝试读取不存在的数据以及尝试读取错误类型的数据等错误。

你要问的具体案例在这里重印：

char buffer[10];
stream.read(buffer, sizeof(buffer)); 

您的问题是为什么在读取所有输入之前达到文件结尾时设置failbit。原因是这意味着读取操作失败 - 您要求读取10个字符，但文件中没有足够多的字符。因此，操作未成功完成，并且流信号failbit会让您知道这一点，即使将读取可用字符。

如果要执行读取操作，您希望读取多个字符，可以使用readsome成员函数：

char buffer[10];
streamsize numRead = stream.readsome(buffer, sizeof(buffer)); 

此函数将读取文件末尾的字符，但与read不同，如果在读取字符之前到达文件末尾，则不会设置failbit。换句话说，它说“尝试阅读这么多字符，但如果你不能，那就不是错误。只要让我知道你读了多少。”这与read形成鲜明对比，137 说：“我想要这么多字符，如果你不能这样做，那就错了。”

编辑：我忘了提到的一个重要细节是可以设置eofbit而不触发failbit。例如，假设我有一个包含文本的文本文件

ifstream input("myfile.txt");

int value;
input >> value;

之后没有任何换行符或尾随空格。如果我写这段代码：

input.eof()

然后在这一点上input.fail()将返回true，因为当从文件中读取字符时，流命中文件的末尾，试图查看流中是否还有其他字符。但是，

char buffer[10];
streamsize num_read = stream.rdbuf()->sgetn(buffer, sizeof(buffer));

不会返回true，因为操作成功 - 我们确实可以读取文件中的整数。

希望这可以帮助！

Answer 2

直接使用底层缓冲区似乎可以解决问题：

readeof()

Answer 3

改进@缺席的答案，它遵循一个方法read()做同样的

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <stdexcept>

using namespace std;

streamsize readeof(istream &stream, char *buffer, streamsize count)
{
    streamsize offset = 0;
    streamsize reads;
    while (!stream.eof())
    {
        // Check also for already failed streams
        if (stream.fail())
            throw runtime_error("Stream I/O error while reading");

        if (count == 0)
            return offset;

        // This consistently fails on gcc (linux) 4.8.1 with failbit set on read
        // failure. This apparently never fails on VS2010 and VS2013 (Windows 7)
        reads = stream.rdbuf()->sgetn(buffer + offset, count);

        // This rarely sets failbit on VS2010 and VS2013 (Windows 7) on read
        // failure of the previous sgetn()
        (void)stream.rdstate();

        // On gcc (linux) 4.8.1 and VS2010/VS2013 (Windows 7) this consistently
        // sets eofbit when stream is EOF for the conseguences  of sgetn(). It
        // should also throw if exceptions are set, or return on the contrary,
        // and previous rdstate() restored a failbit on Windows. On Windows most
        // of the times it sets eofbit even on real read failure
        stream.peek();

        offset += reads;
        count -= reads;
    }

    return offset;
}

#define BIGGER_BUFFER_SIZE 200000000

int main(int argc, char* argv[])
{
    ifstream stream;
    stream.exceptions(ifstream::badbit | ifstream::failbit);
    stream.open("<big file on usb stick>", ios::binary);

    char *buffer = new char[BIGGER_BUFFER_SIZE];

    streamsize reads = readeof(stream, buffer, BIGGER_BUFFER_SIZE);

    if (stream.eof())
        cout << "eof" << endl << flush;

    delete buffer;

    return 0;
}

但没有设置EOF的failbit。此外，还测试了真正的读取故障，例如通过硬件移除USB记忆棒或网络共享访问中的链接丢失导致的中断传输。它已在Windows 7上使用VS2010和VS2013进行了测试，在Linux上使用gcc 4.8.1进行了测试。在linux上只尝试了USB棒的移除。

sgetn()

底线：在linux上，行为更加一致和有意义。如果在实际读取失败时启用了异常，则会抛出qazxswpoi。相反，Windows会在大多数情况下将读取失败视为EOF。