如何使用自定义标志编写 ostream 运算符

Question

我经常想将 stl 容器写入 ostream。 以下代码可以正常工作（至少对于向量和列表）：

template< typename T ,template<typename ELEM, typename ALLOC=std::allocator<ELEM> > class Container >
std::ostream& operator<< (std::ostream& o, Container<T>const & container){
  typename Container<T>::const_iterator beg = container.begin();
  while(beg != container.end()){
    o << *beg++;
    if (beg!=container.end())  o << "\t";
  }
  return o;
}

现在我想扩展此代码以支持可自定义的分隔符。以下方法显然行不通，因为该运算符应该只采用两个参数。

template< typename T ,template<typename ELEM, typename ALLOC=std::allocator<ELEM> > class Container >
std::ostream& operator<< (std::ostream& o, Container<T>const & container,char* separator){
  typename Container<T>::const_iterator beg = container.begin();
  while(beg != container.end()){
    o << *beg++;
    if (beg!=container.end())  o << separator;
  }
  return o;
}

不借助单例或全局变量可以实现这样的目标吗？

理想的情况是引入自定义标志或流操纵器，例如std::fixed。这样就可以写了

std::cout << streamflags::tabbed << myContainer;

Answer 1

您可以编写自己的操纵器。 basic_ostream 提供 operator<< overloads that take a function pointer（参见链接中的 (9)），并调用该函数，将流本身作为参数传递。所以操纵器只是一个函数名。

或者，操纵器可以是具有合适operator<< 的对象。这将允许你写，比如说，cout << setSeparator(',') << myContainer;。这里，setSeparator 是一个带有setSeparator(char) 构造函数的类。

最后，ios_base 提供了xalloc、iword 和pword 成员，它们基本上允许将任意信息与特定流实例相关联。这就是您的机械手可以与您的operator<<(Container) 通信的方式。您确实需要一个全局变量来存储xalloc 为您分配的索引。

Answer 2

为了完成@Igor-Tandetnik 的回答，一个简单的（不是线程安全的）更明确的例子：

#include <iostream>             
#include <vector>       

namespace MyNamespace
{
  namespace IO
  {
    enum class OrientationEnum
    {
      Row,
      Column
    };

    struct State
    {
      OrientationEnum orientation = OrientationEnum::Row;
    };

    static State currentState;

    template <typename CharT, typename Traits>
    inline std::basic_ostream<CharT, Traits>& rowOriented(
        std::basic_ostream<CharT, Traits>& os)
    {
      currentState.orientation = OrientationEnum::Row;

      return os;
    }

    template <typename CharT, typename Traits>
    inline std::basic_ostream<CharT, Traits>& columnOriented(
        std::basic_ostream<CharT, Traits>& os)
    {
      currentState.orientation = OrientationEnum::Column;

      return os;
    }
  }

  template <typename T>
  std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const std::vector<T>& toPrint)
  {
    switch (IO::currentState.orientation)
    {
      case IO::OrientationEnum::Column:
        for (const auto& e : toPrint)
        {
          out << e << "\n";
        }
        break;

      case IO::OrientationEnum::Row:
        for (const auto& e : toPrint)
        {
          out << e << " ";
        }
        break;

      default:
        break;
    }

    return out;
  }
}

//////////////////////////////////////////////////////////////////

using namespace MyNamespace;

int main()
{
  std::vector<int> v(5,0); // A 5-vector of 0 

  // If you want to save your state
  // auto savedState = IO::currentState;

  std::cout << "\nBy row\n"
            << IO::rowOriented << v
            //
            << "\nBy column\n"
            << IO::columnOriented << v;

  // IO::currentState = savedState;
}

你可以编译运行它。

g++ streamExample.cpp -o streamExample
./streamExample

输出是：

By row
0 0 0 0 0 
By column
0
0
0
0
0