来自 istream 的子流

Question

假设我有一个 ifstream ，它表示一个包含许多聚合在一起的子文件的大文件。我希望能够从较大的 ifstream （给定大小和offest）创建一个代表文件一部分的“子”istream ，以便其他代码可以从中读取子流就好像它是一个独立的istream。

关于我如何实现这一目标有什么想法吗？

编辑 - 我宁愿避免提升。

Answer 1

这是一个streambuf“过滤器”的示例，它从指定位置开始读取包含的streambuf 并读取指定大小。您创建 substreambuf，传入原始 streambuf，然后 substreambuf 转换访问权限，以便从底层 中的所需位置读取所有内容流缓冲区。

从 underflow 和 uflow 调用 sgetc 和 snextc 所涉及的大部分开销应该被优化掉。许多提取运算符逐字节工作，因此除了维护小节内的读取位置和检查小节末尾之外，不应有额外的开销。当然，使用此类读取大块数据的效率会较低（尽管这可以修复）。

这仍然需要改进，例如测试请求的位置是否位于底层 streambuf 内。

class substreambuf : public std::streambuf
{
public:

    substreambuf(std::streambuf *sbuf, std::size_t start, std::size_t len) : m_sbuf(sbuf), m_start(start), m_len(len), m_pos(0)
    {
        std::streampos p = m_sbuf->pubseekpos(start);
        assert(p != std::streampos(-1));
        setbuf(NULL, 0);
    }

protected:

    int underflow()
    {
        if (m_pos + std::streamsize(1) >= m_len)
            return traits_type::eof();
        return m_sbuf->sgetc();
    }

    int uflow()
    {
        if (m_pos + std::streamsize(1) > m_len)
            return traits_type::eof();
        m_pos += std::streamsize(1);
        return m_sbuf->sbumpc();
    }

    std::streampos seekoff(std::streamoff off, std::ios_base::seekdir way, std::ios_base::openmode which = std::ios_base::in | std::ios_base::out)
    {
        std::streampos cursor;

        if (way == std::ios_base::beg)
            cursor = off;
        else if (way == std::ios_base::cur)
            cursor = m_pos + off;
        else if (way == std::ios_base::end)
            cursor = m_len - off;

        if (cursor < 0 || cursor >= m_len)
            return std::streampos(-1);
        m_pos = cursor;
        if (m_sbuf->pubseekpos(m_start + m_pos, std::ios_base::beg) == std::streampos(-1))
            return std::streampos(-1);

        return m_pos;
    }

    std::streampos seekpos(std::streampos sp, std::ios_base::openmode which = std::ios_base::in | std::ios_base::out)
    {
        if (sp < 0 || sp >= m_len)
            return std::streampos(-1);
        m_pos = sp;
        if (m_sbuf->pubseekpos(m_start + m_pos, std::ios_base::beg) == std::streampos(-1))
            return std::streampos(-1);
        return m_pos;
    }

private:
    std::streambuf *m_sbuf;
    std::streampos m_start;
    std::streamsize m_len;
    std::streampos m_pos;
};

它可以像这样使用

using namespace std;

void somefunc(ifstream &bigifs)
{
    substreambuf sbuf(bigifs.rdbuf(),100,100);
    //new istream with the substreambuf as its streambuf
    istream isub(&sbuf);

    //use isub normally
}

这受到过滤Streambufs的启发

Answer 2

我已经使用 Boost.Iostreams< 完成了类似的事情/a> 库。查看教程|书写设备。这个想法是创建一个实现低级接口（读/写/查找）的“设备”类，然后使用设备类实例化 istream/ostream 派生类来执行实际的 I/O。

Answer 3

所有 iostream 都将大部分自定义逻辑放入其 streambuf 专业化中。 fstream（或basic_fstream）使用file_buf 实例初始化istream。与stringstream (stringbuf) 相同。如果您想滚动自己的子流流，可以通过在父流方面实现您自己的streambuf来实现。

Answer 4

只是一个小想法：如果您可以控制代码的客户端（即使用输入流的部分），我建议您修改它以接受两个附加参数，如下所示：

// Old code
void ClassUsingInput::SetInput(std::streambuf & inputbuf)
{
   // Implementation ...
}

可以变成：

// New code
void ClassUsingInput::SetInput(std::streambuf & inputbuf, std::streampos position, std::streamsize size) 
{
    inputbuf.pubseekpos(position) ;
    // internally use size to detect end-of-substream
}