std::istream 运算符异常重置/未抛出

Question

我不确定如何使用std::istream::exception 根据标准，如果std::istream::operator>> 无法将输入读取到变量中，则它会抛出异常，例如双倍的。 以下代码与 clang/libc++ 和 gcc/libstdc++ 有不同的行为：

#include <iostream>
#include <cassert>

int main () {
    double foo,bar;
    std::istream& is = std::cin;

    is.exceptions(std::istream::failbit);
    is >> foo; //throws exception as expected with gcc/libstdc++ with input "ASD"
    std::cout << foo;
    is >> bar;
    std::cout << bar;
    assert(is); //failed with clang/libc++ after input "ASD"

    std::cout << foo << " " << bar << std::endl;

}

根据 C++ 标准，is.exceptions(std::istream::failbit); 是否适合让 operator>> 抛出？

Answer 1

首先是一些背景信息（如果您想进一步阐述，每一个都在其各自的标题下解释）：

• 标准要求istreams 仅在ios_base::badbit 设置为basic_istream::exceptions 时重新抛出
• libstdc++ 不符合此要求，但 libc++ 符合
• libc++ 使请求它镜像 libstdc++ 行为的错误无效
• libc++ 提供ios_base::badbit 与所需的ios_base::iostate 按位或作为解决方法

不幸的是，这种解决方法的副作用是每当 ios_base::badbit 设置为独立于 ios_base::failbit 时也会重新抛出：http://en.cppreference.com/w/cpp/io/ios_base/iostate#The_badbit

如果您希望仅在设置ios_base::failbit 时发生抛出，并且您需要它在 libc++ 和 libstdc++ 上具有相同的行为，则必须检查 ios_base::badbit在istream 上发生的每个输入操作之后。这需要看起来像这样：

if((is.rdstate() & ios_base::failbit) != 0) throw ios_base::failure("basic_ios::clear");

As noted by cpplearner 你甚至不能使用basic_istream::fail，你必须对istream 的rdstate 返回进行逐位测试。但老实说，这只会增加一点复杂性。

使这项任务成为一项艰巨任务的是istream 的使用程度。 istream 的广泛使用可以通过辅助函数来解决，但是使用 istream_iterators 或提取运算符的复合重载很快就会使手动检查这个任务变得不合理。

如果你发现自己在那里，我会认真考虑is.exceptions(ios_base::failbit | ios_base::badbit) 解决方法的可能性。

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标准要求istreams 仅在ios_base::badbit 设置为basic_istream::exceptions 时重新抛出

调用basic_istream::exceptions(istream::failbit) 将设置一个掩码，该掩码可以通过调用basic_istream::exceptions() 来检索，根据标准的27.5.5.4 [iosstate.flags]/11 是：

确定rdstate() 中设置的哪些元素会引发异常的掩码。

27.7.2.2.3 [istream::extractors]/15 支持无格式插入方法：

如果由于在*this (27.5.5.4) 中从*this 和failbit 中提取字符时捕获到抛出的异常而未插入任何字符，则重新抛出捕获的异常。

但是，对于格式化输入，这将在 27.7.2.2.1 [istream.formatted.reqmts]/1 中回退；仅当掩码的位与和ios_base::badbit 不为零时才需要抛出：

如果在输入过程中抛出异常，则 ios::badbit 在 *this 的错误状态下打开。如果(exceptions()&badbit) != 0 则重新抛出异常。

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libstdc++ 不符合此要求，但 libc++ 符合

ios_base::failbit 应设置在其各自的 istream 上，例如：

basic_istream::operator>> 的数字、指针和布尔输入重载（从技术上讲，他们调用 num_get::get 的重载），如果输入无法解析为有效值或解析的值不适合目标输入。

[Source]

如果在basic_istream::exceptions'掩码上只设置了ios_base::failbit，并且发生了一个事件，导致ios_base::failbit被设置，例如如上所述提取无效数字：

• libstdc++下an exception is still rethrown，不符合标准
• 在libc++下no such exception is thrown，表示维护标准

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libc++ 使请求它镜像 libstdc++ 行为的错误无效

这个问题有一个now invalidated bug against libc++。引用 27.7.2.1 [istream]/4

如果这些被调用函数之一引发异常，则除非另有明确说明，否则输入函数会将badbit 设置为错误状态。如果badbit 在exceptions() 中打开，则输入函数会在未完成其操作的情况下重新抛出异常，否则它不会抛出任何东西并继续进行，就好像被调用的函数返回了失败指示一样。

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libc++ 提供 ios_base::badbit 按位或所需的 ios_base::iostate 作为解决方法

我们自己的Howard Hinnant（他也恰好是使链接的 libc++ 错误无效的 libc++ 代表）suggests in answer to a duplicate of this question（以及在 libc++ 错误中），您使用了解决方法：

is.exceptions(ios_base::failbit | ios_base::badbit);

Answer 2

libc++ 似乎遵循了这个要求：

每个格式化的输入函数通过使用noskipws 构造类sentry 的对象开始执行 （第二个）参数false。如果哨兵对象返回true，当转换为bool类型的值时， 函数努力获取请求的输入。 如果在输入过程中抛出异常则ios::badbit 在*this 的错误状态下开启³¹²。如果 (exceptions()&badbit) != 0 则重新抛出异常。 在任何情况下，格式化的输入函数都会破坏哨兵对象。如果没有抛出异常，则 返回*this。

_{312) 这样做不会导致ios::failure 被抛出。}

（引自 N4567 § 27.7.2.2.1 [istream.formatted.reqmts] 但 C++ IS 包含相同的措辞。强调我的）

不过，我不知道这是否真的意味着“如果(exceptions()&badbit) == 0 则输入函数不应抛出任何异常”。