粘性自定义流操纵器

Question

如何实现我自己的自定义流操纵器以使其粘滞。 例如，我想将整数转换为二进制，以便：

cout << "decimal of 4: " <<  4 
     << "\ndecimal of 4: " << 4 
     << binary << "\nbinary of 4: " << 4 
     << "\nbinary of 4: " << 4 
     << nobinary << "\ndecimal of 4: " << 4 
     << "\ndecimal of 4: " << 4 << endl;

会回来：

decimal of 4: 4
decimal of 4: 4
binary of 4: 100
binary of 4: 100
decimal of 4: 4
decimal of 4: 4

Answer 1

做一切事情有点牵扯。 为了使其易于理解，我将从基本的东西开始：为用户定义的类型使用自定义格式标记。 整数的自定义格式将如下所示。

IOStream类[间接]从std::ios_base派生，它为数据提供了两个存储： std::ios_base::iword()和std::ios_base::pword()用于int和void* 。 维护用std::ios_base::pword()存储的已分配内存是非常重要的，幸运的是，这个相对简单的用例不需要。 要使用这两个函数都将非const引用返回给相应的类型，通常在程序中使用std::ios_base::xalloc()一次分配索引，并在需要访问自定义格式标记时使用它。 当您使用iword()或pword()访问值时， iword()初始化为零。 把事情放在一起，这是一个小程序，展示了这一点：

#include <iostream>

static int const index = std::ios_base::xalloc();

std::ostream& custom(std::ostream& stream) {
    stream.iword(index) = 1;
    return stream;
}

std::ostream& nocustom(std::ostream& stream) {
    stream.iword(index) = 0;
    return stream;
}

struct mytype {};
std::ostream& operator<< (std::ostream& out, mytype const&) {
    return out << "custom-flag=" << out.iword(index);
}

int main()
{
    std::cout << mytype() << '\n';
    std::cout << custom;
    std::cout << mytype()  << '\n';
    std::cout << nocustom;
    std::cout << mytype() << '\n';
}

现在，像4这样的int不是用户定义类型，并且已经为这些类型定义了输出运算符。 幸运的是，您可以使用facet自定义整数的格式，更具体地说，使用std::num_put<char> 。 现在，为此，您需要执行以下步骤：

1. 从std::num_put<char>派生一个类，并覆盖要为其提供特殊行为的do_put()成员。
2. 使用新创建的构面创建std::locale对象。
3. std::ios_base::imbue()带有新std::locale的流。

为了使用户更好，您可能希望在使用操纵器时使用合适的std::num_put<char> facet来std::num_put<char>一个新的std::locale 。 但是，在这样做之前，让我们从创建一个合适的方面开始：

#include <bitset>
#include <iostream>
#include <limits>
#include <locale>

static int const index = std::ios_base::xalloc();

class num_put
    : public std::num_put<char>
{
protected:
    iter_type do_put(iter_type to,
                     std::ios_base& fmt,
                     char_type fill,
                     long v) const
    {
        if (!fmt.iword(index)) {
            return std::num_put<char>::do_put(to, fmt, fill, v);
        }
        else {
            std::bitset<std::numeric_limits<long>::digits> bits(v);
            size_t i(bits.size());
            while (1u < i && !bits[i - 1]) {
                --i;
            }
            for (; 0u < i; --i, ++to) {
                *to = bits[i - 1]? '1': '0';
            }
            return to;
        }
    }
#if 0
    // These might need to be added, too:
    iter_type do_put(iter_type, std::ios_base&, char_type,
                     long long) const;
    iter_type do_put(iter_type, std::ios_base&, char_type,
                     unsigned long) const;
    iter_type do_put(iter_type, std::ios_base&, char_type,
                     unsigned long long) const;
#endif
};

std::ostream& custom(std::ostream& stream) {
    stream.iword(index) = 1;
    return stream;
}

std::ostream& nocustom(std::ostream& stream) {
    stream.iword(index) = 0;
    return stream;
}

int main()
{
    std::locale loc(std::locale(), new num_put);
    std::cout.imbue(loc);
    std::cout << 13 << '\n';
    std::cout << custom;
    std::cout << 13  << '\n';
    std::cout << nocustom;
    std::cout << 13 << '\n';
}

有点丑陋的是，有必要将自定义std::locale imbue()以使用custom操纵器。 为了解决这个问题，我们可以确保在使用过的std::locale安装了自定义facet，如果不是，只需在设置标志时安装它：

std::ostream& custom(std::ostream& stream) {
    if (!stream.iword(index)
        && 0 == dynamic_cast<num_put const*>(
                &std::use_facet<std::num_put<char> >(stream.getloc()))) {
        stream.imbue(std::locale(stream.getloc(), new num_put));
    }
    stream.iword(index) = 1;
    return stream;
}

现在剩下的就是覆盖不同的do_put()成员以使用各种unsigned类型和long long来正常工作，但这仍然是一个练习。