Why std::cin can be used in while loop condition
当需要从命令行读取多个值的时候,有种常见的写法:
1 | 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:
1 | 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