创建 std::iostream 适配器答案

【问题标题】：Creating a std::iostream adapter创建 std::iostream 适配器
【发布时间】：2012-07-14 15:17:09
【问题描述】：

我想创建一个iostream 适配器类，它可以让我即时修改写入流或从流中读取的数据。适配器本身应该是 iostream 以允许对第三方代码真正透明。

从std::ostream 派生的StreamEncoder 类的示例：

// External algorithm, creates large amounts of log data
int foo(int bar, std::ostream& logOutput);

int main()
{
    // The target file
    std::ofstream file("logfile.lzma");
    // A StreamEncoder compressing the output via LZMA
    StreamEncoder lzmaEncoder(file, &encodeLzma);
    // A StreamEncoder converting the UTF-8 log data to UTF-16
    StreamEncoder utf16Encoder(lzmaEncoder, &utf8ToUtf16);

    // Call foo(), but write the log data to an LZMA-compressed UTF-16 file
    cout << foo(42, utf16Encoder);
}

据我所知，我需要创建一个新的 basic_streambuf 派生类并将其嵌入到 basic_ostream 子类中，但这似乎相当复杂。

有没有更简单的方法可以做到这一点？

【问题讨论】：

看来你应该学习流操纵器的概念。搜索它，这里有一个例子stackoverflow.com/questions/799599/…或这里stackoverflow.com/questions/535444/…
您看过boost iostreams 库吗？这已经有了压缩过滤器（虽然没有 lzma AFAIK）和使编写自定义过滤器更简单的机制。
正确的做法是写一个自定义的streambuf。这确实不是一项复杂的任务。真正唯一的困难是找到描述需要做什么的参考资料。

标签： c++ iostream std

【解决方案1】：

奇怪的是，至少在事情确实打算工作的情况下，这些都不应该直接涉及 iostream 和/或 streambuf。

我认为 iostream 是一个媒人类。 iostream 有一个 streambuf，它为某种外部数据源/接收器提供缓冲接口。它还具有处理所有格式的语言环境。 iostream 只不过是让这两个人一起玩得很好的操场监督员（可以这么说）。由于您正在处理数据格式，所有这些都（或应该）在语言环境中处理。

虽然语言环境不是单一的——它由许多facets 组成，每个@s 专门用于数据格式化的一个特定部分。在这种情况下，您可能关心的部分是codecvt facet，它用于（几乎完全）在从 iostream 读取/写入 iostream 的数据的外部和内部表示之间进行转换。

然而，无论好坏，一个语言环境一次只能包含一个 codecvt facet，而不是像您正在考虑的那样包含它们的链。因此，您真正需要/想要的是一个包装类，它提供一个 codecvt 作为其外部接口，但允许您在 I/O 期间链接一些任意的数据转换集。

对于utf到utf的转换，Boost.locale提供了utf_to_utf函数，以及codecvt封装代码，所以这部分的转换简单直接。

为了避免有人建议使用 ICU 来完成这些事情，我将补充一点，Boost.Locale 几乎是 ICU 的一个包装器，所以这或多或少是相同的答案，但其形式对 C++ 更友好（而 ICU 本身就很像 Java，而且几乎完全敌视 C++）。

另一方面，编写 codecvt facet 为一项相当简单的任务增加了很多复杂性。过滤流缓冲区（例如）通常很多更容易编写。它仍然没有你想的那么简单，但也没有 codecvt 方面那么糟糕。正如@Flexo 已经提到的，Boost iostreams 库已经包含一个过滤流缓冲区，它可以进行 zip 压缩。对 lzma（或 lzh、算术等压缩）进行大致相同的操作相对容易，至少假设您具有易于使用的压缩功能（您基本上只是为它们提供输入缓冲区，并且它们提供的缓冲区为结果）。

【讨论】：