c++ - 粘性自定义流操纵器

Question

如何实现我自己的自定义流操纵器以使其具有粘性。例如，我想将整数转换为二进制，这样:

cout << "decimal of 4: " <<  4 
     << "\ndecimal of 4: " << 4 
     << binary << "\nbinary of 4: " << 4 
     << "\nbinary of 4: " << 4 
     << nobinary << "\ndecimal of 4: " << 4 
     << "\ndecimal of 4: " << 4 << endl;

会返回:

decimal of 4: 4
decimal of 4: 4
binary of 4: 100
binary of 4: 100
decimal of 4: 4
decimal of 4: 4

Answer 1

做整个事情有点复杂。为了使其易于理解，我将从基本内容开始:对用户定义的类型使用自定义格式标志。整数的自定义格式如下所示。

IOStream 类 [间接] 派生自 std::ios_base它为数据提供了两个存储:std::ios_base::iword()和 std::ios_base::pword()对于 int和 void* ， 分别。维护使用 std::ios_base::pword() 存储的分配内存很重要，幸运的是，对于这个相对简单的用例不需要。要使用这些都返回非 const 的函数引用相应类型，通常使用 std::ios_base::xalloc() 分配索引一次在您的程序中，并在您需要访问自定义格式标志时使用它。当您使用 iword() 访问值时或 pword()最初它将被零初始化。总而言之，这里有一个小程序演示了这一点:

#include <iostream>

static int const index = std::ios_base::xalloc();

std::ostream& custom(std::ostream& stream) {
    stream.iword(index) = 1;
    return stream;
}

std::ostream& nocustom(std::ostream& stream) {
    stream.iword(index) = 0;
    return stream;
}

struct mytype {};
std::ostream& operator<< (std::ostream& out, mytype const&) {
    return out << "custom-flag=" << out.iword(index);
}

int main()
{
    std::cout << mytype() << '\n';
    std::cout << custom;
    std::cout << mytype()  << '\n';
    std::cout << nocustom;
    std::cout << mytype() << '\n';
}

现在，int喜欢 4不是用户定义的类型，并且已经为这些定义了输出运算符。幸运的是，您可以自定义使用构面格式化整数的方式，更具体地说，使用 std::num_put<char> .现在，要做到这一点，您需要执行多个步骤:

1. 从 std::num_put<char> 派生一个类并覆盖 do_put()您想给予特殊行为的成员。
2. 创建一个 std::locale使用新创建的构面的对象。
3. std::ios_base::imbue()带有新 std::locale 的流.

为了让用户感觉更好，您可能想变出一个新的 std::locale与合适的std::num_put<char>使用机械手时的刻面。但是，在这样做之前，让我们先创建一个合适的方面:

#include <bitset>
#include <iostream>
#include <limits>
#include <locale>

static int const index = std::ios_base::xalloc();

class num_put
    : public std::num_put<char>
{
protected:
    iter_type do_put(iter_type to,
                     std::ios_base& fmt,
                     char_type fill,
                     long v) const
    {
        if (!fmt.iword(index)) {
            return std::num_put<char>::do_put(to, fmt, fill, v);
        }
        else {
            std::bitset<std::numeric_limits<long>::digits> bits(v);
            size_t i(bits.size());
            while (1u < i && !bits[i - 1]) {
                --i;
            }
            for (; 0u < i; --i, ++to) {
                *to = bits[i - 1]? '1': '0';
            }
            return to;
        }
    }
#if 0
    // These might need to be added, too:
    iter_type do_put(iter_type, std::ios_base&, char_type,
                     long long) const;
    iter_type do_put(iter_type, std::ios_base&, char_type,
                     unsigned long) const;
    iter_type do_put(iter_type, std::ios_base&, char_type,
                     unsigned long long) const;
#endif
};

std::ostream& custom(std::ostream& stream) {
    stream.iword(index) = 1;
    return stream;
}

std::ostream& nocustom(std::ostream& stream) {
    stream.iword(index) = 0;
    return stream;
}

int main()
{
    std::locale loc(std::locale(), new num_put);
    std::cout.imbue(loc);
    std::cout << 13 << '\n';
    std::cout << custom;
    std::cout << 13  << '\n';
    std::cout << nocustom;
    std::cout << 13 << '\n';
}

有点难看的是必须要imbue()定制std::locale使用 custom机械手。为了摆脱这个问题，我们可以确保自定义 facet 安装在使用过的 std::locale 中。如果不是，则在设置标志时安装它:

std::ostream& custom(std::ostream& stream) {
    if (!stream.iword(index)
        && 0 == dynamic_cast<num_put const*>(
                &std::use_facet<std::num_put<char> >(stream.getloc()))) {
        stream.imbue(std::locale(stream.getloc(), new num_put));
    }
    stream.iword(index) = 1;
    return stream;
}

现在剩下的就是覆盖不同的 do_put()成员与各种unsigned 正常工作类型和 long long但这留作练习。