问题 如何移动std :: ostream?


因为它是按设计的 std::ostream 无法移动 问题变成:怎么可能 std::ostream 被移动,以便它可以写入不同的目的地?

基本目标是让工厂函数获取URI并返回一些内容,让我们称之为, omstream (输出可移动流),可以像 std::ostream

omstream stream_factory(std::string const& uri);
void     process(std::ostream& out);

int main(int ac, char* av[]) {
    omstream destination{ stream_factory(ac == 2? av[1]: "example.txt") };
    process(destination);
}

omstream 将负责正确移动对象:

class omstream
    : public std::ostream {
    // suitable members
public:
    omstream(/* suitable constructor arguments */);
    omstream(omstream&& other) // follow recipe of 27.9.1.11 [ofstream.cons] paragraph 4
        : std:ios(std::move(other))
        , std::ostream(std::move(other))
        // move any members {
        this->set_rdbuf(/* get the stream buffer */);
    }
    // other helpful or necessary members
};

问题实际上是实施的 omstream (或者,甚至是相应的类模板 basic_omstream)?


9430
2017-12-25 17:06


起源

如果我错了,请原谅我,但不打电话 std::move 在右值参考上有点......冗余? - chris
喜欢这个 ? cplusplus.com/reference/ios/ios/tie - user2485710
@chris:你的意思 std::move(other)?好吧,当一个对象有一个名字时,它不是一个右值。在参数列表中,它基本上表示可以将rvalue传递给函数,但在函数内该参数是左值。 - Dietmar Kühl
隐含的私有继承意图? (从未见过它含蓄地写了..) - dyp
第一句话是一个类型吗?相关问题说明了这一点 ostream 不可移动。确实如此 不 比如说 ofstream 不可移动。 ofstream  是 活动。 - Howard Hinnant


答案:


你几乎做对了。你的例子是移动构建 ios 基地两次。你应该搬家 只要 该 直接 基类。并假设有会员 streambuf,移动它:

class omstream
    : public std::ostream {
    // suitable members
public:
    omstream(/* suitable constructor arguments */);
    omstream(omstream&& other) // follow recipe of 27.9.1.11 [ofstream.cons] paragraph 4
        : std: ostream(std::move(other)),
        // move any members {
        this->set_rdbuf(/* install the stream buffer */);
    }
    // other helpful or necessary members
};

我把“get”更改为“install” set_rdbuf 评论。通常,这会安装指向该成员的指针 streambuf 进入 ios 基类。

目前非正统的设计移动和交换成员 istream/ostream 设置为移动和交换派生类的成员(例如 ofstream 和 omstream)更直观。食谱是:

移动基础和成员,并在移动构造函数中设置 rdbuf

它是嵌入式的 rdbuf 这是整个层次结构的复杂因素。


7
2017-12-25 20:20



我完全错过了 std::basic_ostream<...>移动构造函数调用 std::basic_ios<...>::move()。那就是,打电话给 std::basic_ios<...> 默认构造函数实际上没有完成 std::basic_ostream<...> 但是从最衍生的类型来看,因为它是一个 virtual base:在27.7.3.2 [ostream.cons]第5段中的语句来调用 std::basic_ios<...>默认构造函数是派生流的合约的一部分! - Dietmar Kühl
<nod>这是令人困惑的领域。每次看的时候我都要重新学习它。 - Howard Hinnant


霍华德答案中公布的代码是草稿(基于问题中的草案)。霍华德的回答帮助解决了令人困惑的问题 virtual 基类 std::ios:当将派生流作为移动流时,需要默认构造基类 std::ios 流的一部分将被显式移动 std::ostream 移动构造函数使用 std::ios::move()。这个答案只是填补了缺失的部分。

下面的实现维护了一个指向流缓冲区的指针,该缓冲区通常预期存在于堆上,并在破坏时将被释放 std::unique_ptr<...>。因为可能需要返回 std::omstream 长寿命流的流缓冲区,例如, std::coutstd::unique_ptr<...> 设置为使用删除器,如果 omstream 不拥有流缓冲区。

#include <ostream>
#include <memory>
#include <utility>

template <typename cT, typename Traits = std::char_traits<cT>>
class basic_omstream
    : public std::basic_ostream<cT, Traits>
{
    using deleter = void (*)(std::basic_streambuf<cT, Traits>*);

    static void delete_sbuf(std::basic_streambuf<cT, Traits>* sbuf) {
        delete sbuf;
    }
    static void ignore_sbuf(std::basic_streambuf<cT, Traits>*) {
    }
    std::unique_ptr<std::basic_streambuf<cT, Traits>, deleter> m_sbuf;
public:
    basic_omstream()
        : std::basic_ios<cT, Traits>()
        , std::basic_ostream<cT, Traits>(nullptr)
        , m_sbuf(nullptr, &ignore_sbuf) {
    }
    basic_omstream(std::basic_streambuf<cT, Traits>* sbuf,
                   bool owns_streambuf)
        : std::basic_ios<cT, Traits>()
        , std::basic_ostream<cT, Traits>(sbuf)
        , m_sbuf(sbuf, owns_streambuf? &delete_sbuf: &ignore_sbuf) {
        this->set_rdbuf(this->m_sbuf.get());
    }
    basic_omstream(basic_omstream&& other)
        : std::basic_ios<cT, Traits>() // default construct ios!
        , std::basic_ostream<cT, Traits>(std::move(other))
        , m_sbuf(std::move(other.m_sbuf)) {
        this->set_rdbuf(this->m_sbuf.get());
    }
    basic_omstream& operator=(basic_omstream&& other) {
        this->std::basic_ostream<cT, Traits>::swap(other);
        this->m_sbuf.swap(other.m_sbuf);
        this->set_rdbuf(this->m_sbuf.get());
        return *this;
    }
};

typedef basic_omstream<char>    omstream;
typedef basic_omstream<wchar_t> womstream;

用一个 std::ofstream 或者 std::ostringstream 初始化一个 omstream 除非相应的流超过了,否则不起作用 omstream。通常,将分配相应的流缓冲区。班上 omstream 例如,可以像下面的代码一样使用,该代码基于给予合适的工厂函数的URI创建流:

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <fstream>

omstream make_stream(std::string const& uri) {
    if (uri == "stream://stdout") {
        return omstream(std::cout.rdbuf(), false);
    }
    else if (uri == "stream://stdlog") {
        return omstream(std::clog.rdbuf(), false);
    }
    else if (uri == "stream://stderr") {
        return omstream(std::cerr.rdbuf(), false);
    }
    else if (uri.substr(0, 8) == "file:///") {
        std::unique_ptr<std::filebuf> fbuf(new std::filebuf);
        fbuf->open(uri.substr(8), std::ios_base::out);
        return omstream(fbuf.release(), true);
    }
    else if (uri.substr(0, 9) == "string://") {
        return omstream(new std::stringbuf(uri.substr(9)), true);
    }
    throw std::runtime_error("unknown URI: '" + uri + "'");
}

int main(int ac, char* av[])
{
    omstream out{ make_stream(ac == 2? av[1]: "stream://stdout") };
    out << "hello, world\n";
}

如果有其他可用的流缓冲区可以从URI构造,则可以将这些缓冲区添加到 make_stream() 功能。


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2017-12-25 23:53