关于 std::basic_ostream::write

Question

我正在阅读 basic_ostream 对象的 write 方法，这是我在 cppreference 上找到的：

basic_ostream& write( const char_type* s, std::streamsize count );

表现为UnformattedOutputFunction。构造并检查哨兵对象后，输出字符数组中第一个元素由s 指向的连续位置的字符。字符被插入到输出序列中，直到出现以下情况之一：

• 插入的正是count 字符
• 插入输出序列失败（在这种情况下会调用setstate(badbit)）

所以我知道它会将一大块字符从缓冲区写入流中。而字符数是count指定的字节数。但有几件事我不确定。这些是我的问题：

• 我应该只在我想指定多少字节写入流时才使用write？因为通常当您打印char 数组时，它会打印整个数组，直到到达空字节，但是当您使用write 时，您可以指定要写入多少个字符。

  char greeting[] = "Hello World";
  
  std::cout    << greeting;     // prints the entire string
  std::cout.write(greeting, 5); // prints "Hello"
  

  但也许我对这个有误解。

• 我经常在使用write的代码示例中看到这一点：

  stream.write(reinterpret_cast<char*>(buffer), sizeof(buffer));
  

  为什么要使用reinterpret_cast 到char*？在写入流时，我什么时候应该知道做这样的事情？

如果有人能帮助我解决这两个问题，将不胜感激。

Answer 1

•仅当我想指定要写入流的字节数时才应该使用 write 吗？

是的 - 当您希望按顺序写入流的内存中连续排列特定数量的数据字节时，您应该使用write。但有时您可能需要特定数量的字节并需要以其他方式获取它们，例如将double 的 ASCII 表示格式化为具有特定宽度和精度。

其他时候你可能会使用>>，但这必须是用户为非内置类型定义的，并且当它被定义时——通常是为了更好，但对你的目的可能更糟——它会打印类设计者选择的任何内容，包括通过指针或引用从对象链接的潜在数据和感兴趣的静态数据，和/或动态计算的值。它可能会改变数据表示：比如将二进制 doubles 转换为 ASCII 表示，或者确保网络字节顺序而不管主机的字节序。它也可能会省略一些对象的数据，例如缓存条目、用于管理但不是数据逻辑部分的计数器、未填充的数组元素等。

为什么要使用 reinterpret_cast 到 char*？在写入流时，我什么时候应该知道做这样的事情？

write() 函数签名需要一个 const char* 参数，因此正在完成此转换。每当您无法以其他方式将 char* 获取到数据时，您就需要使用强制转换。

转换反映了write() 将开始于对象第一个字节的数据视为 8 位值的方式，而不考虑数据的实际预转换类型。这与能够执行诸如 float 的最后一个字节的 write() 和 double 的前 3 个字节出现在同一结构中的事情有关 - 所有数据边界和解释在reinterpret_cast<>.

（实际上，在从输入流中对字节进行read() 处理时，您必须更加小心...假设您在写入内存时读取构成double 的数据，该数据未正确对齐double，然后尝试将其用作double，您的 CPU 可能会出现 SIGBUS 或类似的对齐异常，或者性能下降，具体取决于您的系统。）

Answer 2

basic_ostream::write 及其对应的basic_istream::read 用于对数据流执行未格式化的 I/O。通常，这是原始二进制数据，可能包含也可能不包含可打印的 ascii 字符。

read/write 与其他格式化运算符（如 <<、>>、getline 等）之间的主要区别在于前者不对正在处理的数据做出任何假设 - - 您可以完全控制从流中读取和写入哪些字节。与后者相比，后者可能会跳过空格、丢弃或忽略它们等。

要回答您的第二个问题，reinterpret_cast <char *> 可以满足函数签名并一次处理一个字节的缓冲区。不要让char 类型欺骗你。使用char 的原因是因为它是语言提供的最小的内置原始类型。也许更好的名字是 uint8 来表明它确实是一个无符号字节类型。