在 C++ 中输入超时

Question

我想要一个程序，用户有 10 秒的时间输入密码。 如果计时器超过 10 秒，程序会显示一条消息。 我目前的代码是这样的：

 #include <iostream>
 #include <ctime>
 #include <string>

int main(){
std::string password;

int start_s=clock();

int stop_s=clock();
if(stop_s-start_s <= 0){

    std::cout << "TIME RAN OUT!";
}
std::cout << "Enter your password! \n";
std::cout << "Password: ";
std::cin >> password;
std::cout << "\n \n";

if (password == "password123"){

    std::cout << "Correct!";
} else {
    std::cout << "Wrong!";
}

}

这当然不起作用......但我不知道下一步该怎么做......有什么想法吗？

如果您需要更多详细信息，请在评论中询问。

编辑：

我刚刚意识到问题是什么......它花了一个时间戳，然后又快速制作了另一个时间戳。 当发现差异时，它低于0......

但是我还是不知道接下来要做什么...

Answer 1

您要做的是从stdin读取非阻塞（异步），超时为 10 秒。 这不是太难，但可能会涉及许多新概念，具体取决于您当前的水平。

这里的关键概念是cin >> password; 是一个阻塞调用，即在它完成之前，控制不会在此代码中进一步流动。 所以我们需要以某种方式使其非阻塞，或者在超时到期时保持阻塞并打破它。

根据系统的设计要求和约束，有几种常见的实现方式。 每个实现都因操作系统而异，但技术非常相似。

1. 异步：STDIN with timeout这种方式在网络编程中很常用，可以扩展到其他形式的输入，比如当前的情况。

1. 将标准输入 (STDIN) 句柄（句柄 = 0）放入“监视列表”中。
2. 在监视列表上设置超时。
3. 每当 STDIN 发生变化时，就对其进行处理。
4. 超时到期后，检查我们处理的内容是否可以完成工作。

在 Linux（以及许多其他 Unix 版本）中，可以使用FD_SET和select系统调用来处理监视列表。 在 Windows 中，您需要使用WaitForMultipleEvents 。

我不确定我是否可以出于这个问题的目的准确地解释这些概念。 作为参考，另一个问题有一些完全相同的代码指针是here 。

2. 同步：带中断的多线程这是一种常用技术，用于需要细粒度事件调度程序/计时器的情况。

1. 创建两个线程， A和B 。
2. A将等待指定的超时时间。
3. B将等待阻塞读取
4. 如果A在B完成之前终止（超时），则A向B发出信号， B决定下一步做什么（终止、重复消息等）
5. 如果B读取了密码并且没问题， B向A发送信号并要求它死掉。

另一种实现相同目的的方法是使 OS 中断线程B如其中一条评论中所述。

3. 同步：轮询这用于随着时间的推移我们不需要太多细粒度控制的情况。

1. 使用非阻塞读取（ kbhit() ）检查输入中是否有任何内容
2. 如果没有，并且超时还有剩余时间，则等待较小的时间delta （例如10ms ）
3. 如果超时已过期并且没有更多剩余时间，则执行任何需要的处理（向用户发送消息、退出等）

请注意，在这种情况下，根据delta ，该方法可能会消耗大量 CPU 并且可能效率低下。 例如，如果delta=10ms如上所述，线程将每秒被唤醒 100 次，并且效率不高，尤其是当用户没有那么快地在键盘上输入字符时。

Answer 2

这段代码使用线程来完成。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <chrono>
#include <string>

int main()
{
   std::string password;
   std::cout << "Enter your password! \n";
   std::cout << "Password: ";

   //try to read a passsword in 10 seconds
   std::thread t1([&]() {
       std::cin >> password;
       });
   std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(10));
   t1.detach();

   //check if password was entered
   if (password.empty())
       std::cout << "TIME IS OUT\n";
   else
       if (password == "password123")
           std::cout << "Correct";
       else
           std::cout << "Worng";

   return 0;
}

但是，如果您签出，您会看到即使用户及时输入了密码，它也会一直等到 10 秒结束。 所以你可以这样改进它：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <chrono>
#include <string>

int main()
{
    std::string password;
    std::cout << "Enter your password! \n";
    std::cout << "Password: ";


    time_t start = time(NULL);
    time_t waitTime = 10;

    //try to read a passsword in 10 seconds
    while (time(NULL) < start + waitTime && password.empty())
    {
        std::thread t1([&]() {
            std::cin >> password;
            });
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(20));
        t1.detach();
    }
    
    

    //check if password was entered
    if (password.empty())
        std::cout << "\nTIME IS OUT\n";
    else
        if (password == "password123")
            std::cout << "Correct";
        else
            std::cout << "Worng";

    return 0;
}

Answer 3

规范的 C++ 解决方案应如下所示：

#include <iostream>
#include <chrono>
#include <string>

int main() {
     std::string password;

     std::cout << "Enter your password! \n";
     std::cout << "Password: ";
     auto start_s = std::chrono::system_clock::now();
     std::cin >> password;

     auto stop_s = std::chrono::system_clock::now();
     if(stop_s - start_s >= std::chrono::seconds(10)) {
        std::cout << "TIME RAN OUT!";
     }
     else if (password == "password123") {
            std::cout << "Correct!";
     } else {
         std::cout << "Wrong!";
     }

}