c++ - IOStream 库有哪些重要的替代方案？ (除了 cstdio)

Question

我正在寻找一个类似于 iostreams 的库，因为它执行转换，并允许写入内存缓冲区、文件和控制台。但是，我想要一些类型安全的东西，就像 iostream 一样。有没有真正的图书馆可以做到这一点？

能够为事物指定输出编码将是一个加分项。

请注意，我对仅将 iostream 放在前面的库不感兴趣，因为它们只会为 iostream 所做的事情增加更多复杂性，例如boost::format .

PreEmptive 评论响应:我不想使用 cstdio，因为使用该系统不可能让代码与输出位置无关。也就是说，您必须调用一个函数将内容发送到缓冲区，您必须调用另一个函数将内容发送到文件，以及另一个用于控制台等。

EDIT2:针对下面的一连串评论:我厌倦了 iostreams 和 cstdio。以下是更具体的原因。我试图将我的“咆哮”排除在这个问题之外，但人们一直在问我是否已经摇摆不定，所以这就是我的理由。

cstdio

• 无法正确处理 Unicode 字符
• 如果不进行手动缓冲区管理，就无法写入字符串之类的内容
• 通常需要支持非标准扩展(例如 vsnprintf )才能使用(编辑:好的，现在 C++11 中的 C99 标准库添加了大部分/所有这些)
• 在不改变原始代码的情况下无法改变输出的位置(非标准扩展，例如在 glibc 中允许您将文件指针视为缓冲区，这是什么...但它仍然只是一个非标准扩展)
• 让安全变得“有趣”(以至于整个章节都专门用于解释问题的安全文档，例如使用“printf”的格式字符串等)
• 输入不安全

iostreams

• 慢
• 对客户来说太复杂了。如果您只使用标准库附带的内容，那就太好了，但尝试扩展内容几乎是不可能的。我阅读了整本“Standard C++ IOStreams and Locales”一书——似乎唯一一本关于该主题的书——两次——我仍然不知道发生了什么。

我喜欢概念上的 iostream，甚至使用 operator<<有些人似乎不喜欢，但对我来说，这似乎完全是过度设计的。某人不应该为了成为您图书馆的简单客户而花费无数小时阅读书籍。当然，如果您要添加新的输出源或类似的东西，我可以理解，但是....客户应该避免这种复杂性。 (这不就是图书馆的用途吗？)

这是关于 C++ 中唯一一个在其他编程语言中“正常工作”的痛苦的事情，我认为没有理由变得复杂。

Answer 1

The {fmt} library : 我刚从 YouTube talk 偶然发现它而且看起来还不错。

基于 {fmt} 的格式化工具已被提议用于 C++20 中的标准化:P0645 . P0645 和 {fmt} 都使用类似于 Python 的格式字符串语法，它类似于 printf，但使用 {} 作为分隔符而不是 %.

例如

#include <fmt/core.h>

int main() {
  fmt::print("The answer is {}.", 42);
}

打印“答案是 42”。到 stdout.

为 C++20 提出的 std::format 函数:

#include <format>

int main() {
  std::string s = std::format("The answer is {}.", 42);
}

{fmt} 的显着特点:

1. 在编译时可选地报告格式字符串错误的类型和内存安全。

2. 可扩展性:用户可以为其类型编写格式化程序，包括自定义格式规范解析器(如在 Python 中)。

3. 紧凑的二进制代码。上面的打印示例编译为:

   main: # @main
     sub rsp, 24
     mov qword ptr [rsp], 42
     mov rcx, rsp
     mov edi, offset .L.str
     mov esi, 17
     mov edx, 2
     call fmt::v5::vprint(fmt::v5::basic_string_view<char>, fmt::v5::format_args)
     xor eax, eax
     add rsp, 24
     ret
   .L.str:
     .asciz "The answer is {}."
   

   与 printf 相当，比 iostreams 好很多。

4. 性能:{fmt} 比 printf 和 iostreams 的常见实现快得多。以下是使用 clang 在 macOS 上进行的 tinyformat 基准测试的结果:

   ================= ============= ===========
   Library           Method        Run Time, s
   ================= ============= ===========
   libc              printf          1.01
   libc++            std::ostream    3.04
   {fmt} 1632f72     fmt::print      0.86
   tinyformat 2.0.1  tfm::printf     3.23
   Boost Format 1.67 boost::format   7.98
   Folly Format      folly::format   2.23
   ================= ============= ===========