Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание

11.7. Использование нестандартных разделителей

В этом разделе мы рассмотрим гипотетические примеры использования потоков iostream для решения реальных задач. При вводе строк слова по умолчанию разделяются пробелами или другими специальными символами (whitespace). К сожалению, поток istream не имеет средств, позволяющих определять, какие символы должны играть роль разделителей, или непосредственно изменять способ, с помощью которого оператор >> считывает строки. Итак, что делать, если мы хотим дать другое определение разделителю? Рассмотрим пример из раздела 4.6.3, в котором мы считывали слова и сравнивали их друг с другом. Между этими словами стояли разделители, поэтому если мы вводили строку

As planned, the guests arrived; then

то получали слова

 As
 planned,
 the
 guests
 arrived;
 then,

Это слова невозможно найти в словаре: “planned,” и “arrived;” — это вообще не слова. Это набор букв, состоящий из слов, к которым присоединены лишние и не относящиеся к делу знаки пунктуации. В большинстве случаев мы должны рассматривать знаки пунктуации как разделители. Как же избавиться от этих знаков пунктуации? Мы могли бы считать символы, удалить знаки пунктуации или преобразовать их в пробелы, а затем ввести “очищенные” данные снова.

 string line;
 getline(cin,line); // вводим строку line
 for (int i=0; i<line.size; ++i) // заменяем знаки пунктуации
  // пробелами
  switch(line[i]) {
  case ';': case '.': case ',': case '?': case '!':
  line[i] = ' ';
  }
 stringstream ss(line); // создаем поток istream ss, вводя в него
  // строку line
 vector<string> vs;
 string word;
 while (ss>>word) // считываем слова без знаков пунктуации
  vs.push_back(word);

Применив такой способ, получаем желаемый результат.

 As
 planned
 the
 guests
 arrived
 then

К сожалению, этот код слишком сложен и излишне специализирован. А что делать, если знаки пунктуации определены иначе? Опишем более общий и полезный способ удаления нежелательных символов из потока ввода. Как должен выглядеть этот поток? Как должен выглядеть наш код? Может быть, так?

 ps.whitespace(";:,."); // точка с запятой, двоеточие, запятая и точка
  // считаются разделителями
 string word;
 while (ps>>word) vs.push_back(word);

Как определить поток, работающий так, как поток ps? Основная идея заключается в том, чтобы считывать слова в обычный поток ввода, а затем обрабатывать символы-разделители, заданные пользователем, как настоящие разделители, т.е. не передавать разделители пользователю, а просто использовать их для отделения слов друг от друга. Рассмотрим пример.

 as.not

Слова as и not должны быть двумя самостоятельными словами

 as
 not

Для того чтобы сделать это, можно определить класс. Он должен принимать символы из потока istream и содержать оператор >>, работающий так же, как оператор ввода потока istream, за исключением того, что мы сами можем указывать, какие символы являются разделителями. Для простоты будем считать существующие символы-разделители (пробел, символ перехода на новую строку и т.д.) обычными символами; мы просто позволим пользователю указать дополнительные разделители. Кроме того, мы не будем удалять указанные символы из потока; как и прежде, мы превратим их в разделители. Назовем наш класс Punct_stream.

 class Punct_stream { // аналогичен потоку istream, но пользователь
  // может самостоятельно задавать разделители
 public:
  Punct_stream(istream& is)
  :source(is), sensitive(true) { }
  void whitespace(const string& s) // создает строку
  // разделителей s
  { white = s; }
  void add_white(char c) { white += c; } // добавляет символ
  // в набор разделителей
  bool is_whitespace(char c); // является ли c набором
  // разделителей?
  void case_sensitive(bool b) { sensitive = b; }
  bool is_case_sensitive { return sensitive; }
  Punct_stream& operator>>(string& s);
  operator bool;
 private:
  istream& source; // источник символов
  istringstream buffer; // буфер для форматирования
  string white; // символы–разделители
  bool sensitive; // является ли поток чувствительным
  // к регистру?
 };

Как и в предыдущем примере, основная идея — ввести строку из потока istream как одно целое, преобразовать символы-разделители в пробелы, а затем использовать поток istringstream для форматирования. Кроме обработки разделителей, заданных пользователем, в классе Punct_stream есть аналогичная возможность: если вызвать функцию case_sensitive, то она преобразует ввод, чувствительный к регистру, в нечувствительный.

Например, можно приказать объекту класса Punct_stream прочитать строку

Man bites dog!

как

 man
 bites
 dog

Конструктор класса Punct_stream получает поток istream, используемый как источник символов, и присваивает ему локальное имя source. Кроме того, конструктор по умолчанию делает поток чувствительным к регистру, как обычно. Можно создать объект класса Punct_stream, считывающий данные из потока cin, рассматривающий точку с запятой, двоеточие и точку как разделители, а также переводящий все символы в нижний регистр.

 Punct_stream ps(cin); // объект ps считывает данные из потока cin
 ps.whitespace(";:."); // точка с запятой, двоеточие и точка
  // также являются разделителями
 ps.case_sensitive(false); // нечувствительный к регистру

Очевидно, что наиболее интересной операцией является оператор ввода >>. Он также является самым сложным для определения. Наша общая стратегия состоит в том, чтобы считать всю строку из потока istream в строку line. Затем мы превратим все наши разделители в пробелы (' '). После этого отправим строку в поток istringstream с именем buffer. Теперь для считывания данных из потока buffer можно использовать обычные разделители и оператор >>. Код будет выглядеть немного сложнее, поскольку мы только пытаемся считать данные из потока buffer и заполняем его, только если он пуст.