c++ - 为什么我不能创建流缓冲区的拷贝？

Question

当我有这门课时:

class mystreambuf : public std::streambuf
{
public:
    mystreambuf(const std::streambuf& other) : std::streambuf(other)
    {
    }
};

可以编译，但是当我尝试执行此操作时，什么也没有打印出来:

mystreambuf buf(*std::cout.rdbuf());
std::cout.rdbuf(&buf);

std::cout << "Hello";

如果 buf 是 cout 缓冲区的拷贝，为什么它不打印任何内容？

Answer 1

流缓冲区规范中没有任何内容表明如果您以这种方式复制流缓冲区，则拷贝将继续从同一设备读取/写入，也没有指定 cout 使其结果来自 rdbuf() 的行为将如您所愿。

streambuf 本质上是一个接口(interface)，它的复制构造函数不会以某种方式虚拟调用任何实现该接口(interface)的类的复制构造函数。不能按值保存、复制、传递等多态类型。为了复制多态类型，您必须使用类似于虚拟 clone() 成员函数的东西，而 streambuf 接口(interface)不包含任何此类方法。

为了复制 cout 使用的 streambuf，你必须使用它的动态类型访问它，即使那样它也可能不可复制:例如，可能是多个流缓冲区访问同一个设备需要以某种方式协调或同步，streambuf 实现可能不允许复制，以便它可以安全地避免必须进行同步。

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What I'm trying to do is create a stream buffer with all the characteristics of std::cout's stream buffer, but with extra member functions built in (for my use). Would you know how to do that?

您要添加哪些额外特征？实现 streambuf 可能不是添加功能的合适位置。

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如果您想要一个转发到预先存在的流缓冲区的流缓冲区接口(interface)的实现，那么您可以创建一个流缓冲区类，它包含一个流缓冲区指针，将其正确地视为指向多态类型的指针，并通过转发调用来实现流缓冲区接口(interface)到内部streambuf。这是一个非常简单的实现:

#include <iostream>

struct copiable_streambuf : std::streambuf {
    std::streambuf *buf; // non-owning pointer

    copiable_streambuf(std::streambuf *buf) : buf(buf) {}

    std::streambuf::int_type overflow(std::streambuf::int_type c) {
        buf->sputc(c);
        return 0;
    }
};

int main()
{
    copiable_streambuf buf (std::cout.rdbuf());
    std::ostream os(&buf);
    os << "Hello, World!\n";
}

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您的示例代码涉及替换 cout 使用的缓冲区。如果你这样做，你应该确保在 cout 在程序结束时被销毁之前将原始缓冲区放回原处，因为 cout 管理它自己的流缓冲区的生命周期并且当 cout 的析构函数运行时，它可能需要它持有的流缓冲区是它最初创建的流缓冲区。

// RAII type for managing buffer switches.
struct buffer_switcher {
    std::ostream &os;
    std::streambuf *old;

    buffer_switcher(std::ostream &os, std::streambuf *buf)
        : os(os), old(os.rdbuf())
    {
        os.rdbuf(buf);
    }

    ~buffer_switcher() { os.rdbuf(old); }
};

int main() {
    // create our forwarding buffer
    copiable_streambuf buf(std::cout.rdbuf());

    // set up cout to use our buffer and simultaneously ensure that the buffer will get switched back as required
    buffer_switcher _(std::cout, &buf);

    std::cout << "Hello";    
}