为什么 std::ostream 的构造函数受到保护？

Question

为什么我不能像这样为我的输出创建一个“空”流

std::ostream out;

?

对于clang 3.4 和gcc 4.8.1 在Linux 下使用libstdc++，这些行显然是非法的，我真的不明白为什么，我的意思是为什么我不能随便创建一个流并像这样使用它我想要 ？请注意，std::ofstream out; 是 100% 可以的。我只是不明白这背后的逻辑。 如果您认为在创建之后我可以使用此缓冲区并与 copyfmt 的其他缓冲区共享一个公共缓冲区，那就更奇怪了，所以我的 std::ostream 没有真正需要从创建开始就被初始化为正确的东西有用的对象。

请不要偏离这一点，我不需要stringstreams，我需要ios 流，因为我必须做的事情以及它们提供的方法和属性。

Answer 1

我承认我也不明白。我找不到任何 std::istream 的默认构造函数，我认为 如果你想创建一个双向流，你会想要一个， 因为std::ios_base 的奇怪方式工作： 构造函数不初始化任何东西，但派生的 类必须在其中显式调用std::ios_base::init 构造函数。当涉及多重继承时（即 双向 IO，其中类派生自两者 std::istream 和 std::ostream)，我只希望最多 派生类调用std::ios_base::init。 （在 std::iostream、std::ios_base::init 将被调用两次。） 事实上，在标准中查找之前，我正要 回答默认构造函数受到保护，因为它 没有调用std::ios_base::init，而是直接使用 比在派生类中，会导致未初始化 流。

不管怎样，你眼前的问题有一个简单的解决方案：

std::ostream out( NULL );

另外：您稍后需要设置其接收器的功能是 rdbuf() 的非 const 版本，而不是 copyfmt()。 rdbuf() 是 用于读取和设置指向streambuf 的指针， copyfmt() 复制格式标志，但 不 触摸 指向streambuf 的指针。

所以你可以这样做：

std::ostream out( NULL );
//  ...
std::filebuf fileBuffer;
if ( filenameGiven ) {
    fileBuffer.open( filename.c_str(), std::ios_base::out );
}
if ( fileIsOpen() ) {
    out.rdbuf( &fileBuffer );
} else {
    out.rdbuf( std::cout.rdbuf() );
}

(我经常这样做。其实我以为是平常的 事先不知道是否输出到文件时的习惯用法 或std::cout。）

编辑：

还有一个更正：rdbuf 的非常量版本调用clear()， 所以你不必。 （我知道我没有打电话给clear()就做到了，但是 当我看到init 设置badbit...)

无论如何：总结是：通常最好将指针传递给有效的 streambuf 到std::ostream 的构造函数，但如果你不能，那就是 传递一个空指针是完全有效的，稍后使用 rdbuf()。否则的答案是完全错误的。

Answer 2

std::ostream 在概念上是抽象的 - 你不应该创建它们（但有关更多详细信息，请参阅其他答案）。

std::stringstream 为您提供std::ostream 所做的一切，因为它派生自它。这也意味着在任何你想要std::ostream& 的地方，例如在函数参数中，你都可以传递一个std::stringstream 对象。

您说“没有必要对 [it] 进行初始化 [...] 才有用”。这根本没有意义。您不能使用未初始化的任何东西：即使是ints。

Answer 3

std::basic_ostream 的 默认 构造函数是 protected，因为在不设置 std::basic_streambuf 的情况下创建 std::basic_ostream 通常没有任何意义，而默认构造函数实际上没有做任何初始化（见下文）。但是，还有另一个构造函数将流缓冲区作为参数。如果你真的需要一个std::ostream，它还没有设置做任何事情，你可以使用那个构造函数：

std::ostream out(0);

此std::ostream 将设置std::ios_base::badbit，直到使用std::ios::rdbuf() 设置流缓冲区。

std::ostream 的默认构造函数是protected 的根本原因是它实际上故意不做任何有用的事情！特别是，[从进一步的派生类]调用此构造函数将不会初始化流缓冲区：标准不明确规定任何行为，即默认构造函数隐含的行为生成默认构造函数（或者，在 C++2011 中，就好像它是使用 = default 定义的一样）。要初始化流缓冲区，它需要调用std::ios::init()。这种奇怪行为的原因是构造进一步派生类std::iostream 的对象将初始化std::ios 对象两次，一次通过std::ostream，一次通过std::istream。

与其他一些答案所暗示的不同，std::ostream 根本不是抽象的。事实上，它只有一个 virtual 函数，那就是它的析构函数（析构函数是 virtual 恰好是我的错；我不完全相信强制这样做真的是个好主意）。

Answer 4

stringstream 是一个ios 流。

但是关于你的问题：

ostream 在某处写信。如果你声明

std::ostream out;
out << "Hello, world!"<<std::endl

"Hello, world!" 应该写在某处。但是哪里？这取决于每个特定ostream 的实现。是的，有一个缓冲区，但是那个缓冲区也取决于具体的实现。

所以当你说“我想要一个ostream”时，我不得不问 - 一个将东西写...到哪里？

根据您的回答，这将告诉我您需要使用 ostream 的哪个具体实例/实现。

Answer 5

std::ostream 是一个通用的流类。正因为如此，它无法知道它正在流向什么，这就是拥有一个通用类的全部意义所在。

当您将数据发送到流时，它实际上并不存储数据本身。它只是将其转发给关联的缓冲区。考虑到这一点，创建一个通用流而不分配这个缓冲区是没有意义的，因为通用类不能创建一个空的通用缓冲区。 （缓冲区本身需要是一个具体类型的缓冲区，这也可以通过查看根本没有公共构造函数的广义缓冲区 std::treambuf 来理解）

将此与 std::ofstream 进行比较，后者是具有特定类型缓冲区的流，ofstream 现在可以知道它使用哪种类型的缓冲区，从而能够实例化默认的 std::filebuf .

解决您的具体问题。

首先创建所需类型的缓冲区，然后以缓冲区为参数创建一个通用的 std::ostream。然后您可以稍后使用 std::filebuf::open() 连接到文件。

例子：

std::filebuf fileBuffer;
std::ostream myOstream(&fileBuffer); // Hand over the address of the fileBuffer

fileBuffer.open("filename.txt", std::ios::out);
myOstream << "Text to file";