流缓冲区之间的数据块级复制答案

【问题标题】：Block-level copying of data between streambuffers流缓冲区之间的数据块级复制
【发布时间】：2016-09-01 17:56:55
【问题描述】：

我想在std::streambuf 实例之间高效地复制数据。也就是说，我想在它们之间铲起数据块，而不是执行逐个字符的复制。例如，这不是我要找的：

stringbuf in{ios_base::in};
stringbuf out{ios_base::out};
copy(istreambuf_iterator<char>{in},
     istreambuf_iterator<char>{},
     ostreambuf_iterator<char>{out});

这里有语法糖，有更多的错误检查：

ostream os{&out};
os << &in;

这是我的标准库（Mac OS X，XCode 7）中operator<<(basic_streambuf<..>*) 的实现的sn-p：

                typedef istreambuf_iterator<_CharT, _Traits> _Ip;
                typedef ostreambuf_iterator<_CharT, _Traits> _Op;
                _Ip __i(__sb);
                _Ip __eof;
                _Op __o(*this);
                size_t __c = 0;
                for (; __i != __eof; ++__i, ++__o, ++__c)
                {
                    *__o = *__i;
                    if (__o.failed())
                        break;
                }

底线是：这仍然是按字符复制。我希望标准库使用一种算法，该算法依赖于流缓冲区的块级成员函数sputn 和sgetn，而不是按字符传输。标准库是否提供这样的算法，还是我必须自己推出？

【问题讨论】：

问题是这是基于一个带有虚函数的接口。您永远不知道*__o = *__i 何时无法输出，因此您无法提前阅读并冒丢失这些字符的风险。
找到方法了吗？

标签： c++ iostream streambuf

【解决方案1】：

恐怕答案是：以标准库的当前设计是不可能的。原因是流缓冲区完全隐藏了它们管理的字符序列。这使得无法直接将字节从一个流缓冲区的 get 区域复制到另一个流缓冲区的 put 区域。

如果“输入”流缓冲区会暴露其内部缓冲区，那么“输出”流缓冲区可以只使用sputn(in.data(), in.size())。或者更明显的是：如果输出缓冲区也暴露了它的内部缓冲区，那么可以使用普通的memcpy 在两者之间铲除字节。其他 I/O 库以这种方式运行：例如，Google 协议缓冲区的 stream implementation。 Boost IOStreams 有一个optimized implementation to copy between streams。在这两种情况下，高效的块级复制都是可能的，因为流缓冲区等效项提供了对其中间缓冲区的访问。

事实上，具有讽刺意味的是，流缓冲区甚至不需要缓冲区：当无缓冲操作时，每次读/写都直接进入底层设备。大概这是标准库不支持自省的原因之一。不幸的结果是输入和输出流缓冲区之间的有效复制是不可能的。块级复制需要一个中间缓冲区，复制算法的操作如下：

通过sgetn 从输入流缓冲区读取到中间缓冲区。
通过sputn从中间缓冲区写入输出流缓冲区。
转到 1。直到输入耗尽或写入输出流缓冲区失败

【讨论】：