如何从 std::ostream 继承？

Question

我一直在谷歌搜索，但我找不到一个简单的答案。它应该很简单，就像 STL 通常一样。

我想定义从 std::ostream 公开继承的 MyOStream。假设我想在每次向我的流中写入内容时调用 foo()。

class MyOStream : public ostream {
public:
  ...
private:
   void foo() { ... }
}

我知道ostream的公共接口是非虚拟的，那怎么办呢？ 我希望客户能够在 MyOStream 上同时使用 operator

Answer 1

我一直在思考如何做同样的事情，我发现它实际上并不难。 基本上只是子类化 ostream 和 streambuf 对象，并以自身作为缓冲区构造 ostream。对于发送到流的每个字符，都会调用 std::streambuf 的虚拟溢出（）。为了适合您的示例，我只是创建了一个 foo() 函数并调用了它。

#include <iostream>

struct Bar :  private std::streambuf , public std::ostream
{
    Bar() : std::ostream(this) {}

private:
    int overflow(int c) override
    {
        foo(c);
        return 0;
    }


    void foo(char c)
    {
        std::cout.put(c);

    }
};

int main()
{
    Bar b;
    b<<"Look a number: "<<std::hex<<29<<std::endl;

    return 0;
}

编辑：旧代码使用了错误的初始化顺序。尽管它没有可见的副作用，但应该在将 streambuf 对象传递给 ostream 对象之前对其进行初始化。由于 C++ 从左到右初始化父母，我将 std::streambuf 移到左边以使代码正确。

编辑：我将代码更改为私有继承 std::streambuf 以保持接口清洁并保持类被封装。

Answer 2

不幸的是，这不是一个简单的问题。您应该派生的类是basic_ 类，例如basic_ostream。但是，从流派生可能不是您想要的，您可能希望从流缓冲区派生，然后使用此类实例化现有的流类。

整个领域都很复杂，但是有一本关于它的好书Standard C++ IOStreams and Locales，我建议你在继续之前先看看。

Answer 3

实现类似效果的另一个有效技巧是使用模板和合成

class LoggedStream {
public:
  LoggedStream(ostream& _out):out(_out){}
  template<typename T>
  const LoggedStream& operator<<(const T& v) const {log();out << v;return *this;}
protected:
  virtual void log() = 0;
  ostream& out;
};

class Logger : LoggedStream {
  void log() { std::cerr << "Printing" << std::endl;}
};

int main(int,char**) {LoggedStream(std::cout) << "log" << "Three" << "times";}

Answer 4

我不知道这是否是正确的解决方案，但我以这种方式从 std::ostream 继承。它使用从 std::basic_streambuf 继承的缓冲区，一次获取 64 个字符（如果刷新则更少），并将它们发送到一个通用的 putChars() 方法，在该方法中完成数据的实际处理。它还演示了如何提供用户数据。

Live Example

#include <streambuf>
#include <ostream>
#include <iostream>

//#define DEBUG

class MyData
{
    //example data class, not used
};

class MyBuffer : public std::basic_streambuf<char, std::char_traits<char> >
{

public:

    inline MyBuffer(MyData data) :
    data(data)
    {
        setp(buf, buf + BUF_SIZE);
    }

protected:

    // This is called when buffer becomes full. If
    // buffer is not used, then this is called every
    // time when characters are put to stream.
    inline virtual int overflow(int c = Traits::eof())
    {
#ifdef DEBUG
        std::cout << "(over)";
#endif
        // Handle output
        putChars(pbase(), pptr());
        if (c != Traits::eof()) {
            char c2 = c;
            // Handle the one character that didn't fit to buffer
            putChars(&c2, &c2 + 1);
        }
        // This tells that buffer is empty again
        setp(buf, buf + BUF_SIZE);

        return c;
    }

    // This function is called when stream is flushed,
    // for example when std::endl is put to stream.
    inline virtual int sync(void)
    {
        // Handle output
        putChars(pbase(), pptr());
        // This tells that buffer is empty again
        setp(buf, buf + BUF_SIZE);
        return 0;
    }

private:

    // For EOF detection
    typedef std::char_traits<char> Traits;

    // Work in buffer mode. It is also possible to work without buffer.
    static const size_t BUF_SIZE = 64;
    char buf[BUF_SIZE];

    // This is the example userdata
    MyData data;

    // In this function, the characters are parsed.
    inline void putChars(const char* begin, const char* end){
#ifdef DEBUG
        std::cout << "(putChars(" << static_cast<const void*>(begin) <<
            "," << static_cast<const void*>(end) << "))";
#endif
        //just print to stdout for now
        for (const char* c = begin; c < end; c++){
            std::cout << *c;
        }
    }

};

class MyOStream : public std::basic_ostream< char, std::char_traits< char > >
{

public:

    inline MyOStream(MyData data) :
    std::basic_ostream< char, std::char_traits< char > >(&buf),
    buf(data)
    {
    }

private:

    MyBuffer buf;

};

int main(void)
{
    MyData data;
    MyOStream o(data);

    for (int i = 0; i < 8; i++)
        o << "hello world! ";

    o << std::endl;

    return 0;
}

Answer 5

组合，而不是继承。您的类包含“包装”一个 ostream&，并转发给它（在调用 foo() 之后）。