如何实现运算符>>(std::istream&, std::array<char, N>&)？

Question

我想要一个通用的、完全兼容的 istream “提取运算符”，如下所示：

template <typename CharT, size_t N, class Traits>
std::basic_istream<CharT, Traits>& operator>>(
    std::basic_istream<CharT, Traits>& in,
    std::array<CharT, N>& out)
{
    std::basic_string<CharT, Traits> buf; // this is not great
    in >> buf;
    if (buf.size() >= N) {
        in.setstate(std::ios::failbit); // is this the right thing to do?
        out[0] = 0;
    } else {
        std::copy(buf.begin(), buf.end(), out.data());
        out[buf.size()] = 0;
    }

    return in;
}

但这会不必要地分配和复制内存。我想避免这种情况。但我也想保留完整的功能，包括适当的空格和对std::noskipws 的支持等。如果使用 Boost 更容易的话，就可以了。

Answer 1

不是一个完整的答案，但对于评论来说太大了：

重载仅操作数在namespace std 中的运算符会导致麻烦。这是因为两阶段查找，任何其他自定义 operator>> 都会隐藏您的 see example。

通常通过在与操作数之一相同的命名空间中定义重载运算符来避免此问题，以便依赖于参数的查找始终找到该运算符。 （即使更近的命名空间有该名称，ADL 仍会搜索封闭的命名空间）。

但是，您无法使用该解决方案，因为它是 undefined behaviour to add your own functions to namespace std。

我不确定解决此问题的首选解决方法是什么。如果您希望通过在模板参数上使用>> 的通用模板代码找到此函数，则需要显式地使您的重载可见，并在调用运算符的同一函数中使用using ::operator>>;。或者更简洁，using mystuff::operator>> 你将你的东西放在它自己的命名空间中。

Answer 2

以下应该有效：

template <typename CharT, size_t N, class Traits>
std::basic_istream<CharT, Traits>& operator>>(
    std::basic_istream<CharT, Traits>& in,
    std::array<CharT, N>& out)
{
    in >> std::setw(N) >> out.data();
    if (!in.eof() && !std::isspace((CharT)in.peek(), in.getloc())) {
        out[0] = 0;
        in.setstate(in.rdstate() | std::ios::failbit);
    }
    return in;
}

据我所知，它的行为类似于您的带有 std::basic_string 的版本，只是它读取的字符数从不超过 N - 1。

Answer 3

类似这样的：

#include <array>
#include <istream>
#include <sstream>

template <typename CharT, size_t N, class Traits>
std::basic_istream<CharT, Traits>& operator>>(
    std::basic_istream<CharT, Traits>& in,
    std::array<CharT, N>& out)
{
    auto first = out.begin();
    auto last = out.end();
    while (first != last and in)
    {
        in >> *first++;
    }
    return in;
}

int main()
{
    std::istringstream ss { "a cd" };
    ss >> std::noskipws;

    std::array<char, 4> a;
    ss >> a;

    for (char c : a) {
        std::cout << "[" << c << "]\n";
    }
}

结果：

[a]
[ ]
[c]
[d]