string_view格式化流输出的实现

Question

在实现C++ 1z std::basic_string_view以在较旧的编译器上使用它时,我遇到了流输出操作符重载的问题.基本上,它必须输出string_viewwhile 引用的内容而不依赖于任何存在的null-terminator(因为string_view不保证是以null终止的).

通常,编写重载operator<<非常容易,因为您可以依赖已经存在的重载,因此不需要使用SO中此问题中提到的 sentry对象.

但在这种情况下,没有预定义的重载来operator<<获取字符指针和长度(显然).因此,我std::string在当前的实现中创建了一个临时实例:

template< typename TChar, typename TTraits >
auto operator<<(::std::basic_ostream<TChar, TTraits>& p_os, basic_string_view<TChar, TTraits> p_v)
    -> ::std::basic_ostream<TChar, TTraits>&
{
    p_os << p_v.to_string(); // to_string() returns a ::std::string.
    return p_os;
}

这是有效的,但我真的不喜欢我必须创建一个临时std::string实例的事实,因为这需要冗余地复制数据和动态内存的潜在用法.至少在我看来,这违背了使用轻量级引用类型的目的.

所以我的问题是:

在没有开销的情况下为string_view实现正确格式化输出的最佳方法是什么？

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在研究时,我发现LLVM是这样的:(在这里找到)

// [string.view.io]
template<class _CharT, class _Traits>
basic_ostream<_CharT, _Traits>&
operator<<(basic_ostream<_CharT, _Traits>& __os, basic_string_view<_CharT, _Traits> __sv)
{
    return _VSTD::__put_character_sequence(__os, __sv.data(), __sv.size());
}

__put_character_sequence驻留在此文件中的实现,但它大量使用内部函数来进行格式化.我需要自己重新实现所有格式吗？

Answer 1

据我所知,你必须自己处理.

幸运的是,您需要为类似字符串的项目执行的格式化相当小 - 如果需要,大多数在字符串之前或之后插入填充.

• 要确定是否需要填充,您需要使用使用检索流的当前字段ios_base::width().
• 要确定在写出字符串之前或之后是否插入它,您需要检索左/右标志ios_base::fmtflags().
• 为了弄清楚什么插入的填充,可以调用ios_base::fill().
• 最后,我相信你需要检查fixed标志 - 如果内存服务,设置它,你需要截断你的字符串,如果它比当前字段宽度长.

所以(使用超简化的实现string_view),代码可能看起来像这样:

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <ios>
#include <sstream>

class string_view { 
    char const *data;
    size_t len;
public:
    string_view(char const *data, size_t len) : data(data), len(len) {}

    friend std::ostream &operator<<(std::ostream &os, string_view const &sv) { 
        std::ostream::sentry s{ os };
        if (s) {
            auto fill = os.fill();
            auto width = os.width();
            bool left = os.flags() & std::ios::left;
            bool right = os.flags() & std::ios::right;
            bool fixed = os.flags() & std::ios::fixed;

            auto pad = [&](size_t width) { while (width--) os.put(fill); };

            if (sv.len < width) {
                auto padding_len = width - sv.len;
                if (right) pad(padding_len);
                os.write(sv.data, sv.len);
                if (left) pad(padding_len);
            }
            else {
                os.write(sv.data, fixed ? width : sv.len);
            }
        }
        os.width(0);
        return os;
    }
};

#ifdef TEST   
void check(std::stringstream &a, std::stringstream &b) {
    static int i;

    ++i;
    if (a.str() != b.str()) {
        std::cout << "Difference in test:" << i << "\n";
        std::cout << "\"" << a.str() << "\"\n";
        std::cout << "\"" << b.str() << "\"\n";
    }
    a.seekp(0);
    b.seekp(0);
}

int main() { 
    char string[] = "Now is the time for every good man to come to the aid of Jerry.";

    std::stringstream test1;
    std::stringstream test2;

    test1 << string_view(string, 3);
    test2 << std::string(string, 3);
    check(test1, test2);

    test1 << string_view(string + 4, 2);
    test2 << string_view(string + 4, 2);
    check(test1, test2);

    test1 << std::setw(10) << std::left << string_view(string, 6);
    test2 << std::setw(10) << std::left << std::string(string, 6);
    check(test1, test2);

    test1 << std::setw(10) << std::right << string_view(string, 6);
    test2 << std::setw(10) << std::right << std::string(string, 6);
    check(test1, test2);

    test1 << std::setw(10) << std::right << string_view(string, sizeof(string));
    test2 << std::setw(10) << std::right << std::string(string, sizeof(string));
    check(test1, test2);

    test1 << std::setw(10) << std::right << std::fixed << string_view(string, sizeof(string));
    test2 << std::setw(10) << std::right << std::fixed << std::string(string, sizeof(string));
    check(test1, test2);
}
#endif

哦 - 还有一个细节.由于我们只是写入流,而不是直接写入底层缓冲区,我认为sentry在这种情况下我们可能实际上不需要创建对象.如图所示,创建和使用它非常简单,但毫无疑问,删除后它至少会快一点点.