C++装饰 basic_iostream 类

Question

我想做类似以下代码所示的事情：

class foo
{
private:
    std::fstream* m_stream;

public:
    foo(std::fstream* stream) : m_stream(stream) { }

    foo& write(char const* s, std::streamsize count)
    {
        if (/*condition*/)
        {
            m_stream->write(s, count);
        }
        else
        {
            // ...
        }

        return *this;
    }

    foo& read(char* s, std::streamsize count)
    {
        if (/*condition*/)
        {
            m_stream->read(s, count);
        }
        else
        {
            // ...
        }

        return *this;
    }
};

我需要向所有类似的方法添加相同的行为（例如 put）。这不应仅应用于文件流，而应应用于所有其他流类。有没有简单的方法来允许这些功能？

Answer 1

许多格式化输出运算符 (operator<<) 直接写入底层流缓冲区。为了以一般方式完成此任务，您需要做的是从 std::basic_streambuf 派生一个类，它将所有数据转发到另一个 std::basic_streambuf，然后选择创建一个最小的 std::basic_ostream 实现来使用您的流缓冲更容易。

不过，我不会说这特别容易，但这是以可以影响所有流类型的方式做到这一点的唯一方法。

下面是一个最小流缓冲区的示例，它转发到另一个流缓冲区（并执行一些无意义的转换，只是为了演示您可以做什么），以及一个附带的流：

#include <iostream>
#include <streambuf>

template<typename CharType, typename Traits = std::char_traits<CharType> >
class ForwardingStreamBuf : public std::basic_streambuf<CharType, Traits>
{
public:
    typedef Traits traits_type;
    typedef typename traits_type::int_type int_type;
    typedef typename traits_type::pos_type pos_type;
    typedef typename traits_type::off_type off_type;

    ForwardingStreamBuf(std::basic_streambuf<CharType, Traits> *baseStreamBuf)
        : _baseStreamBuf(baseStreamBuf)
    {
    }

protected:
    virtual int_type overflow(int_type c = traits_type::eof())
    {
        if( _baseStreamBuf == NULL )
            return traits_type::eof();

        if( traits_type::eq_int_type(c, traits_type::eof()) )
            return traits_type::not_eof(c);
        else
        {
            CharType ch = traits_type::to_char_type(c);
            if( ch >= 'A' && ch <= 'z' )
                ch++; // Do some meaningless transformation
            return _baseStreamBuf->sputc(ch);
        }
    }

    virtual int sync()
    {
        if( _baseStreamBuf == NULL )
            return -1;
        else
            return _baseStreamBuf->pubsync();
    }
private:
    std::basic_streambuf<CharType, Traits> *_baseStreamBuf;
};

template<typename CharType, typename Traits = std::char_traits<CharType> >
class ForwardingStream : public std::basic_ostream<CharType, Traits>
{
public:
    ForwardingStream(std::basic_ostream<CharType, Traits> &stream)
        : std::basic_ostream<CharType, Traits>(NULL), _buffer(stream.rdbuf())
    {
        this->init(&_buffer);
    }

    ForwardingStreamBuf<CharType, Traits>* rdbuf() const
    {
        return &_buffer;
    }
private:
    ForwardingStreamBuf<CharType, Traits> _buffer;
};

这可以非常简单地使用：

int main()
{
    ForwardingStream<char> test(std::cout);
    test << "Foo" << std::endl;
}

它将输出 Gpp< /代码>。我希望这对您有所帮助。

Answer 2

像这样的东西吗？

   template <class Stream>
    class DecoratedStream {
    public:
      DecoratedStream(Stream* stream) : m_stream(stream) {}

      DecoratedStream& write(const char* data, int count) {
        m_stream->write(data, count);
      }

    };

Answer 3

如果我理解正确的话，您想装饰任何 iostream 的方法。因此，只需让您的装饰器采用 iostream 来作为装饰者（而不是 fstream ，它是 iostream 的子类）。

Answer 4

作为当前的方法，将指针放在结构内部是危险且容易出错的。相反，只需派生此类 stream 类并实现基本构造函数并包装您的自定义方法，例如 write()。

template<typename StreamType>
class foo : StreamType
{
  // wrapper constructors supporting StreamType() constructors
  foo& write(char const* s, std::streamsize count)
  {
    //...
    return *this;
  }
};

用法：

foo<fstream> obj;
obj.write(...);

Answer 5

解决此类问题的通常方法是使用模板。那里
std::istream 或 std::ostream 中的函数不是很多吗
需要覆盖，并且<<和>>的良好模板成员应该
涵盖了很多案例。在大多数情况下我都这样做了
仅提供<<或>>`。 （一般来说，我不需要
双向流。）

至于处理其他类型的流，只需使用 std::iostream 即可
std::fstream。 （一般来说，除了打开文件时，您
不应该看到 fstream 部分。）