如何将 scanf 精确匹配翻译成现代 c++字符串流读取

Question

我目前正在开发一个项目，我想使用现代 cpp 而不是依赖旧的 c 来读取文件。 对于上下文，我正在尝试读取波前 obj 文件。

我有这个旧的代码片段：

const char *line;
float x, y, z;
if(sscanf(line, "vn %f %f %f", &x, &y, &z) != 3)
    break; // quitting loop because couldn't scan line correctly

我已将其翻译为：

string line;
string word;
stringstream ss(line);
float x, y, z;
if (!(ss >> word >> x >> y >> z)) // "vn x y z"
    break; // quitting loop because couldn't scan line correctly

不同之处在于我使用 string 跳过第一个单词，但我希望它匹配 "vn" 与 sscanf 相同。 这可以通过 stringstream 实现吗？还是我应该继续依赖 sscanf 进行精确的模式匹配？

另外，我正在尝试翻译

sscanf(line, " %d/%d/%d", &i1, &i2, &i3);

，但我遇到了困难，这再次引导我不使用现代 cpp 作为我的文件阅读器。

Answer 1

我也遇到了这个要求，并为流编写了一个小提取器，可以让您匹配文字。代码如下所示：

#include <iostream>
#include <cctype>

std::istream& operator>>(std::istream& is, char const* s) {

        if (s == nullptr)
                return;

        if (is.flags() & std::ios::skipws) {
                while (std::isspace(is.peek()))
                        is.ignore(1);

                while (std::isspace((unsigned char)* s))
                        ++s;
        }

        while (*s && is.peek() == *s) {
                is.ignore(1);
                ++s;
        }
        if (*s)
                is.setstate(std::ios::failbit);
        return is;
}

在您的情况下，您可以像这样使用它：

if (!(ss >> "vn" >> x >> y >> z))
    break;

正如您从代码中看到的，它关注 skipws 状态，因此它将跳过前导空格当且仅当您设置了skipws。因此，如果您需要匹配包含精确数量的前导空格的模式，则需要关闭 skipws 并将这些空格包含在模式中。

Answer 2

我认为 stringstream 不是“现代 C++”。 （我也承认我们没有很好的替代 scanf 的东西；我们确实有 std::format ，它非常好，可以替代 std::cout << 恶作剧的语法让人想起Python的格式字符串，而且速度要快得多，遗憾的是，它还没有达到标准库。）

我实际上会说我认为你的 。 sscanf 代码比 stringstream 代码更干净、更理智：当解析行失败时，sscanf 使事情处于更容易理解的状态。

您可以使用一些库来构建行解析器； Boost::spirit::qi 可能是最著名的。您可以做这样的事情：

auto success = (ss >> qi::phrase_match("vn " >> qi::double >> ' ' >> qi::double >> ' ' >> qi::double, x, y, z)); 

如果此选项没有让您充满欢乐、对世界的热爱以及对无所不在的美丽的信念，那么您完全像我并找到它对于原始 scanf 所提供的紧凑性和易于理解性来说，这是一个糟糕的替代品。

现在有 std::regex 库（自 C++11 起），这很可能就是您正在寻找的！但是，您需要自己编写“浮点数来了”的表达式，这也一点也不酷。

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无意伤害任何人，我认为 iostreams 库方法是唯一一个标准库功能，它使得 C++ 在与 IO 相关的任何事情上比大多数当代语言更难以使用。这对代码质量产生持久影响。

Answer 3

对于任何感兴趣的人来说，我如何使用 stringstream 样式而不是 sscanf 样式解析 obj 文件

旧代码：

for(;;)
{
    if(fgets(line_buffer, sizeof(line_buffer), in) == NULL)
    {
        error= false; // eof
        break;
    }
        
    // force endl
    line_buffer[sizeof(line_buffer) -1]= 0;
        
    // skip spaces
    char *line= line_buffer;
    while(*line && isspace(*line))
        line++;
        
    if(line[0] == 'v')
    {
        float x, y, z;
        if(line[1] == ' ')          // position x y z
        {
            if(sscanf(line, "v %f %f %f", &x, &y, &z) != 3)
                break;
            positions.push_back( vec3(x, y, z) );
        }
        else if(line[1] == 'n')     // normal x y z
        {
            if(sscanf(line, "vn %f %f %f", &x, &y, &z) != 3)
                break;
            normals.push_back( vec3(x, y, z) );
        }
        else if(line[1] == 't')     // texcoord x y
        {
            if(sscanf(line, "vt %f %f", &x, &y) != 2)
                break;
            texcoords.push_back( vec2(x, y) );
        }
    }
        
    else if(line[0] == 'f')
    {
        idp.clear();
        idt.clear();
        idn.clear();
            
        int next;
        for(line= line +1; ; line= line + next)
        {
            idp.push_back(0); 
            idt.push_back(0); 
            idn.push_back(0);         // 0: invalid index
                
            next= 0;
            if(sscanf(line, " %d/%d/%d %n", &idp.back(), &idt.back(), &idn.back(), &next) == 3) 
                continue;
            else if(sscanf(line, " %d/%d %n", &idp.back(), &idt.back(), &next) == 2)
                continue;
            else if(sscanf(line, " %d//%d %n", &idp.back(), &idn.back(), &next) == 2)
                continue;
            else if(sscanf(line, " %d %n", &idp.back(), &next) == 1)
                continue;
            else if(next == 0)      //endl
                break;
        }
}

新代码：（使用 std 的 @JerryCoffin 代码： :istream& 运算符>>(std::istream& is, char const* s);)

std::string line;
while (getline(file, line))
{
    std::stringstream ss(line);
    std::string tag;

    // istream& operator>> skips whitespaces unless std::skipws is disable
    // ignore empty lines
    if (!(ss >> tag))
        continue;

    // ignore comments
    if (tag[0] == '#')
        continue;

    float x, y, z;
    if (tag == "v")
    {
        if (!(ss >> x >> y >> z))
            break;
        positions_tmp.emplace_back(x, y, z);
    }
    else if (tag == "vt")
    {
        if (!(ss >> x >> y))
            break;
        texcoords_tmp.emplace_back(x, y);
    }
    else if (tag == "vn")
    {
        if (!(ss >> x >> y >> z))
            break;
        normals_tmp.emplace_back(x, y, z);
    }
    else if (tag == "f")
    {
        for (int i = 0; i < 3; ++i)
        {
            unsigned int idp(0), idt(0), idn(0);

            // reset stringstream after each read so that it keeps current position when fail
            auto pos = ss.tellg();
            auto state = ss.rdstate() && ~std::ios_base::failbit;
            auto reset = [state, pos](std::stringstream& ss)
            { ss.clear(state); ss.seekg(pos); return !ss.fail(); };

            // will try to match either i//i or i/i/i or i/i or i (all .obj "f" configurations)
            if (reset(ss) && ss >> idp >> "//" >> idn) {}
            else if (reset(ss) && ss >> idp >> "/" >> idt >> "/" >> idn) {}
            else if (reset(ss) && ss >> idp >> "/" >> idt) {}
            else if (reset(ss) && ss >> idp) {}

            // do stuff with indexes
            // ...
        }
    }
}

我在这里和那里改变了一些逻辑，但最棘手的部分是fi/i/ii/i/ii/i/i 行，您必须检查它是否正确匹配。如果没有，您必须将 stringstream 重置为其原始状态和位置（至少删除 std::ios_base::failbit 并替换位置）。

我想保留一行 = 一种情况的方面，因此使用 lambda 函数可能有点难以理解，但我也可以反转逻辑并逐边处理面（不确定我是否会使用它） ）。