来自 istream 的子流答案

【问题标题】：substream from istream来自 istream 的子流
【发布时间】：2011-10-01 22:09:38
【问题描述】：

假设我有一个ifstream，它代表一个包含许多聚合在一起的子文件的大文件。我希望能够从代表文件的一部分的较大的ifstream（给定大小和offest）创建一个“子”istream，以便其他代码可以从该子流中读取，就好像它是一个独立的istream .

关于我如何实现这一点的任何想法？

编辑 - 我宁愿避免提升。

【问题讨论】：

标签： c++ file istream

【解决方案1】：

这是一个流缓冲区“过滤器”的示例，它从包含的流缓冲区中读取，从指定位置开始，并读取到指定大小。您创建substreambuf，将原始streambuf 传递给substreambuf，然后转换访问权限，以便从底层streambuf 中的所需位置读取所有内容。

从underflow 和uflow 调用sgetc 和snextc 所涉及的大部分开销都应该优化掉。许多提取操作符是逐字节工作的，因此除了维护小节内的读取位置和检查小节的结尾之外，不应该有额外的开销。当然，使用此类读取大块数据的效率会降低（尽管可以修复）。

这仍然需要改进，例如测试请求的位置是否在底层 streambuf 内。

class substreambuf : public std::streambuf
{
public:

    substreambuf(std::streambuf *sbuf, std::size_t start, std::size_t len) : m_sbuf(sbuf), m_start(start), m_len(len), m_pos(0)
    {
        std::streampos p = m_sbuf->pubseekpos(start);
        assert(p != std::streampos(-1));
        setbuf(NULL, 0);
    }

protected:

    int underflow()
    {
        if (m_pos + std::streamsize(1) >= m_len)
            return traits_type::eof();
        return m_sbuf->sgetc();
    }

    int uflow()
    {
        if (m_pos + std::streamsize(1) > m_len)
            return traits_type::eof();
        m_pos += std::streamsize(1);
        return m_sbuf->sbumpc();
    }

    std::streampos seekoff(std::streamoff off, std::ios_base::seekdir way, std::ios_base::openmode which = std::ios_base::in | std::ios_base::out)
    {
        std::streampos cursor;

        if (way == std::ios_base::beg)
            cursor = off;
        else if (way == std::ios_base::cur)
            cursor = m_pos + off;
        else if (way == std::ios_base::end)
            cursor = m_len - off;

        if (cursor < 0 || cursor >= m_len)
            return std::streampos(-1);
        m_pos = cursor;
        if (m_sbuf->pubseekpos(m_start + m_pos, std::ios_base::beg) == std::streampos(-1))
            return std::streampos(-1);

        return m_pos;
    }

    std::streampos seekpos(std::streampos sp, std::ios_base::openmode which = std::ios_base::in | std::ios_base::out)
    {
        if (sp < 0 || sp >= m_len)
            return std::streampos(-1);
        m_pos = sp;
        if (m_sbuf->pubseekpos(m_start + m_pos, std::ios_base::beg) == std::streampos(-1))
            return std::streampos(-1);
        return m_pos;
    }

private:
    std::streambuf *m_sbuf;
    std::streampos m_start;
    std::streamsize m_len;
    std::streampos m_pos;
};

可以这样使用

using namespace std;

void somefunc(ifstream &bigifs)
{
    substreambuf sbuf(bigifs.rdbuf(),100,100);
    //new istream with the substreambuf as its streambuf
    istream isub(&sbuf);

    //use isub normally
}

这是受到Filtering Streambufs的启发

【讨论】：

underflow 方法不应该更新 m_read，是吗？
提供的代码示例充满了问题，不应被视为正确答案。 underflow 函数不应递增 read。 uflow 返回值应该是 sbuf->sbumpc();，而不是 m_sbuf->snextc();。提供的代码也不将seek 操作计入read 值（一开始它的有用性值得怀疑）。
我解决了这些问题。如果我错过了其他任何内容，请随时编辑。 @cmbasnett，除了实施错误之外，您是说这只是按照海报要求的错误方式吗？
我尝试使用此代码时的小注意事项，实现非常幼稚，并且性能低于标准。在此版本中，每读取一个字节都会调用 uflow 命令。这种形式在学术界之外毫无价值。

【解决方案2】：

我使用Boost.Iostreams 库做了类似的事情。查看教程|书写设备。这个想法是创建一个“设备”类来实现低级接口（读/写/搜索），然后使用您的设备类实例化一个 istream/ostream 派生类来执行实际的 I/O。

【讨论】：

【解决方案3】：

所有 iostream 都将大部分自定义逻辑放在其 streambuf 特化中。 fstream（或basic_fstream）使用file_buf 的实例初始化istream。 stringstream (stringbuf) 也一样。如果您想滚动自己的子流，可以通过在父流中实现自己的streambuf 来实现。

【讨论】：

【解决方案4】：

一点想法：如果您可以控制代码的客户端（即使用输入流的部分），我建议您修改它以接受两个附加参数，如下图所示：

// Old code
void ClassUsingInput::SetInput(std::streambuf & inputbuf)
{
   // Implementation ...
}

可以变成：

// New code
void ClassUsingInput::SetInput(std::streambuf & inputbuf, std::streampos position, std::streamsize size) 
{
    inputbuf.pubseekpos(position) ;
    // internally use size to detect end-of-substream
}

【讨论】：