C++ : Ctrl + D(EOF送信)をしたあとも標準入力をしたい。

Question

質問概要

Q: ctrl+D を押したあと、std::cin.getline() で標準入力を受け取り続けることはできますか？

C++ でcatコマンド（オプションなし）を作ろうとしています。その過程で行き詰まり質問しています。

質問詳細

cat コマンドを作成するにあたって、再現できない挙動があります。
それは、cat コマンドで標準入力待ち状態で、<文字>+Ctrl D 押したときのものです。
再現手順を以下に示します。

$ cat
 　　<- 標準入力まち
 ddd<space> <-ここで ctrl+ D を押下すると　'ddd ddd' と表示される。このあとも入力を続けることが可能。

上記の挙動を再現したいのですが、Ctrl + D が押された瞬間にプログラムの標準入力にEOF が送られてしまい、追加で入力ができません。

以下に、自分が書いているコードを記載します。

#include <iostream>

int main()
{
  char input[20]; //簡単のため、大きさ20にしている。
  while(1) 
  {
		std::cin.getline(input, 20);//標準入力取得
		if (std::cin.eof()) // Ctrl + D が押されたらこの中に入る。
		{
			std::cout << input;
		}
		else
		{
			std::cout << input << std::endl;//通常の入力であればこっち
		}
		std::cin.clear();
  }
}

このプログラムの挙動をいかに示します（実行ファイル名はa.out）

$ ./a.out
<- 標準入力まち
ddd <- enter押下
ddd

ddd <-ctrl Dを２回押下すると、 'ddd ddd'　となるが、これ以降入力を受け付けなくなる。

自分が所望する挙動は、cat コマンドの様に、Ctrl + D を押したあとでも、押す前と変わらず入力ができることです。

どなたかお力を貸してください。

Answer 1

Ctrl-Dの挙動はアプリでどうこうしているものではなく、OSの判断(正確にはtty/ptyドライバ)によるものなので、C++でどうこうするものではありません。
※逆に言えば、catと条件は同じ。

それはそれとして、cat側では行頭から数文字入力してCtrl-D 1回なのに対し、C++アプリ側では2回と条件が合っていません。揃えて比較するようにしてください。

Answer 2

ちょっとstd::cinでの書き方が分からないので、Cで書いてみます。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
  char input[20];
  int n;

  while(1)
  {
    n = read(0,input,sizeof input);
    switch(n){
    case 0: // EOF
      return 0;
    case -1: // ERROR
      perror("read");
      return 1;
    default:
      write(1,input,n);
    }
  }
}

Unix/Linuxの端末は（デフォルトでは）、プログラムにデータを渡す（システムコールのreadがリターンする）ケースが2つあり、
(1) Enter(\r)を押すと\nに書き換えた上で入力データに追加して、プログラムにそれまでの入力データを渡す
(2) Ctrl-Dを押すと、そのキーデータを入力データに追加せずに、プログラムにそれまでの入力データを渡す

これ以外の、Ctrl-Cなど割り込み関係のキー、BSなど行編集関係のキーはそれぞれ処理され、A等一般のキーは単に入力データに追加されます。

つまり、
・aaaEnterだと、"aaa\n"の4バイトがプログラムに渡ります。
・aaaCtrl-Dだと、"aaa"の3バイトがプログラムに渡ります。
・行頭（または前回Ctrl-Dの直後）でEnterだと、"\n"の1バイトがプログラムに渡ります。
・行頭（同）でCtrl-Dだと、0バイトがプログラムに渡ります（入力データ無しでreadがリターン）。

プログラムでは、readが0を返すとEOFだと判断するのが普通です（対象がファイル等の場合、ファイルの末尾に達すした後は0を返すので）。
が、さらにreadするのは可能です。ファイル等の場合は0を返すだけですが、端末の場合はさらに入力が可能です。

Cのfopen/fread/getc/fcloseや、C++のstd::cinだと、readに一皮かぶせているので、プログラムから見た動作が上記と異なります。
std::cinで上記プログラムと同等のことが出来るのかどうかは分かりません。出来なさそうな気がしますが。

Comments

[otn]

(1a)のケースがありました。Ctrl-J (\n)を押した場合でも同様。

[yoshiki_iwasa]

お返事いただいてからコメントを返すのに時間がかかってしまってすいません。結局、std::cin ではできないという結論にいたり、read() を使ってさっと終わらせました。

自分の学校ででた課題なのですが、意図が結局よくわからなかったです(stdcin では cat みたいな動きをさせることはできないよって言いたかった????)
丁寧な解説をしていただいてありがとうございました！