为什么std :: cin的提取器操作符等待用户输入？

Question

我知道这可能是一个愚蠢的问题，但我不确定如何从终端获得用户输入实际上是有效的。

我从概念上理解输入/输出，我使用它们没有问题，但是当涉及到如何在基本级别实际实现它们时，我迷失了方向。

据我所知，所有流对象都使用一种缓冲区。 如果你提取所有到达eof的字符。 这部分我可能错了，我想了解更多。 例如，当我们使用std :: cin的提取器运算符时，它会等待输入。 它如何区分等待输入和达到eof（没有别的东西可读）？

Answer 1

std::cin没有做任何特别的事情。 像所有的文件输入，它发出读取系统级（ read Unix中， ReadFile在Windows中），足够字节填充它的缓存（通常是一些超过1K今天）。 它是检测输入来自键盘的系统，行为不同：从文件中，系统将读取尽可能多的字节，直到文件末尾或请求的数字，并立即返回。 从键盘，系统通常会将字符读入内部缓冲区，直到进入，允许编辑（后退空间等），并且只有在输入时才会将此缓冲区传递回调用者（在添加新行标记之后） ）。

编辑：

作为讨论中提到的元素的摘要排序：我将以Unix系统中的情况为例（但Windows基本相同，以报告不同信息的方式为模）。 istream本身是缓冲的。 当您尝试提取字符（ >>运算符， istream::get等）时，流将从其缓冲区返回它。 如果缓冲区中没有剩余字符，它将向系统发出read请求，其地址和缓冲区大小。 （在今天的系统中，我会惊讶地看到一个小于1K的缓冲区。）系统用它做什么将取决于文件描述符指定的内容：

一份文件

系统将从文件中的当前位置复制字节，直到它填满缓冲区或到达文件末尾。 它返回它复制的字节数（如果有错误，则返回-1）。

键盘

对于键盘，系统维护自己的内部缓冲区，并逐行读取。 当用户按下回车键时，此缓冲区仅被视为“就绪”; 在此之前，系统将不会从`read`返回。 这允许系统实现行编辑; 例如处理退格之类的东西。 当您按Enter键时，系统会将（系统特定的）新行序列添加到缓冲区，并返回其已复制到缓冲区中的字符数。 （因此，不是0，因为有新行。）此过程可以通过两种方式进行修改：Unix和Windows都有一个特殊字符（Unix下的control-D，Windows下的control-Z），它告诉系统返回立即从读取，当前缓冲区包含的内容。 如果你在一行的开头，缓冲区什么都没有，`read`返回0个字符读取，并且流将它视为文件的结尾。 如果流缓冲区大小小于行中的字符数（因为你在没有新行的情况下平静地键入了100000个字符），`read`将返回适合缓冲区的最大值，并且下一个` read`将立即返回该行的其余部分（或者下一个n`read`将立即返回，直到读取整行）。

管道

系统将等待，直到管道中请求的字符数量尽可能多，或者管道打开以进行写入时不再有剩余的进程。 然后它将复制请求的字符数（或更少，写入侧关闭），并返回复制的数字。

如果read指示错误，则流将设置badbit ; 如果read返回0个字符读取，则流将其视为文件末尾。

Answer 2

std :: istream可能具有有限数量的数据（硬盘驱动器上的文件，......）或无限量的数据（传感器，......，交互式用户输入）。 此外，可能还有一个代表EOF的特殊字符。

来自控制台/终端的交互式输入是无限输入。 除非输入特殊字符（Linux：ctl-d），否则流永远不会达到EOF。

来自管道的非交互式输入将（应该/可能）以EOF结尾。