ifstream用法（ifstream：：in）



当需要从命令行读取多个值的时候，有种常见的写法：

```C++

while (std::cin >> value) {/* ... */}

```

为什么while循环的condition可以用`std::cin >> value`？很明显这里需要的是一个bool值`std::cin >> value`是怎么转换成bool的呢？

# `>>` 的返回值

在cppreference上可以看到，cin的类型是`std::istream`（等同于`std::basic_istream<char>`），而且它是一个global object；

顺着看std::istream，我们需要知道`>>`这个操作符返回了什么，查找到返回的类型是`std::basic_istream&`，值就是cin它自己。

也就是说while condition里现在有一个`std::basic_istream`类型的值，它要能转换成bool。

# Conversion Operator

`std::basic_istream`（的基类std::basic_ios）确实定义了一个conversion operator:

```C++

explicit operator bool() const;

```

stream有几种状态，当stream的状态是good，这个bool conversion operator就返回true，其他状态，比如读到eof，读入的类型跟预期不同而出错等，都返回false。

但是还有一个问题，这个operator是explicit，也就是必须显式使用类型转换才能调用这个operator，如`static_cast<int>(std::cin << value)`。

然而有一个例外，那就是如果一个表达式被用在condition里的话，编译器会对这个表达式自动应用explicit conversion，while就是这个例外的一种。

explicit conversion会被自动应用的情况：

> - The condition of an if, while, or do statement

> - The condition expression in a for statement header

> - An operand to the logical NOT (`!`), OR (`||`), or AND (`&&`) operators

> - The condition expression in a conditional (`?:`) operator

# Conclusion

所以在while condition里的使用形如`cin >> value`的语句，最后会调用一个将`std::basic_istream`类型转换为`bool`的explicit conversion operator；而且因为在condition里，编译器会自动应用explicit conversion，而不需要显式使用类型转换。

# References

- https://en.cppreference.com/w/cpp/io/cin

- https://en.cppreference.com/w/cpp/io/basic_istream

- https://en.cppreference.com/w/cpp/io/basic_istream/operator_gtgt

- https://en.cppreference.com/w/cpp/io/basic_ios/operator_bool

- C++ Primer 5th Edition

原文于我的博客

https://dinayuil.github.io/2024/08/01/Why-std-cin-can-be-used-in-while-loop-condition/

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