短路流答案 - 爱码网

【问题标题】：Short-circuiting a stream短路流
【发布时间】：2016-09-17 11:21:46
【问题描述】：

应用程序有一个日志系统，允许在运行时启用或禁用其模块的日志功能。日志命令接受输入流（作为“sprintf”的安全替代方案；几乎没有比您的调试系统导致崩溃更烦人的情况了。

问题是，如果我执行以下操作：

 logger.Trace << "Requests pending:" << buffer.findRequests();

并且findRequests() 具有很高的计算复杂度，即使禁用模块的 Trace 日志级别，也会在 Trace operator<< 方法内被拒绝之前执行搜索（在组装流时）。

显而易见的替代方法是在代码中乱扔：

 if(logger.Trace.Enabled()) logger.Trace << ...

它不漂亮，也不舒服。我可以用使用if 的宏替换它，或者使用&& 短路的宏，更好一些（可以用作RValue，遵循Stream 哲学在禁用流上返回bool false）：

  #define TRACE    if(logger.Trace.Enabled()) logger.Trace

  #define TRACE    dummyLogVar = logger.Trace.Enabled() && logger.Trace

两者都不是特别漂亮或安全。一位同事建议关闭：

  logger.Trace([&](f){f << "Requests pending:" << buffer.findRequests();});

.Trace 仅在启用该级别时才会评估闭包。从逻辑上讲，这很好，但在语法上绝对可怕。打字乱七八糟：logger.Trace([&](f){f << ... ;}); 数百次？

有没有更简洁、安全和舒适的方法来防止对流进行评估？

【问题讨论】：

我认为闭包是唯一的方法。在引入闭包之前，我必须解决同样的问题，最后我不得不依赖宏和 C 风格的函数调用。
“从逻辑上讲，这很好，但在语法上绝对可怕。” 呵呵，欢迎使用 C++
@LightnessRacesinOrbit：很高兴我没有使用<:&:> 进行关闭。昨天偶然发现了那个，让我困惑了好一阵子。实际上<: 是[ 的有向图。在这个时代，谁还在使用二合字母，为什么？以及为什么 C++11 扩展了二合字母和三合字母的集合？！是不是有人误会embedded programming，用带触屏键盘的安卓手机写PC端的应用？
@SF.:“为什么 C++11 扩展了二合字母和三合字母的集合”它没有
@LightnessRacesinOrbit：哦，等等，它没有添加任何新的。它只是修改了对一个的解释。 当解析器遇到字符序列<::>时，。跨度>

标签： c++ c++11 conditional iostream

【解决方案1】：

确实可以使用宏，但是您需要将输出作为参数的类似函数的宏，并且您需要确保它是单个语句。

第二部分，确保宏主体是单个语句，很简单，通常使用do { ... } while (false) 来完成。

使用宏的参数也不难，只要参数中没有逗号。逗号限制包括在宏参数中使用带有自己参数的函数调用，预处理器非常愚蠢，在宏参数中使用 any 逗号作为宏参数的分隔符。

在其最简单的形式中，无需担心逗号限制，宏可能看起来像

#define TRACE(output)                   \
    do                                  \
    {                                   \
        if (logger.Trace.Enabled())     \
        {                               \
            logger.Trace << output;     \
        }                               \
     } while (false)

_{注意while (false)后面没有分号。}

然后你像这样使用它

TRACE("Requests pending:" << buffer.findRequests());

do { ... } while (false) 部分很可能会被编译器优化掉，只剩下一个简单的if 检查。如果logger.Trace.Enabled() 返回false，那么除了检查之外什么都不会发生。

如果您的编译器支持 C++11 或更高版本，它应该支持 variadic macros，这将帮助您克服宏参数中逗号的限制。

使用可变参数宏，宏将如下所示：

#define TRACE(...)                       \
    do                                   \
    {                                    \
        if (logger.Trace.Enabled())      \
        {                                \
            logger.Trace << __VA_ARGS__; \
        }                                \
     } while (false)

【讨论】：

你可以在没有可变参数宏的情况下解决这个问题。将TRACE 定义为不带参数的宏，其中TRACE 被替换为对函数的调用，该函数返回指向带可变参数的函数的函数指针。根据启用的日志记录，让该函数调用返回两个函数之一。如果启用了日志记录，则返回一个实际记录数据的函数。如果未启用日志记录，则返回一个不做任何事情就直接返回的函数：void ( *traceFunc )( const char *fmt, ... ); 然后#define TRACE traceFunc()。不过不做 C++ IO
@AndrewHenle 但是，即使禁用了日志记录，仍然会计算日志消息然后丢弃，这是 OP 希望避免的。
@el.pescado 是的。我认为不使用可变参数宏就不可能完全解决问题的这方面。看到这样的解决方案肯定会很有趣。一个纯 C++ IO 解决方案也会很有趣——我的意思是一个根本不需要 C 风格括号的解决方案——它只使用 << 运算符。
@AndrewHenle：我知道一个不使用 ()。它只使用 {}。 try { logger.Trace << "whatever"; } catch(LoglevelDisabledException ex){}。我想你明白我为什么不建议这样做了 ;)

【解决方案2】：

我解决了这个问题。最后，我用这个接口和相关的宏创建了一个类Log：

class Log
{
  public:
    static bool trace_is_active();
    static bool debug_is_active();
    static bool info_is_active();
    static bool warning_is_active();
    static bool error_is_active();
    static void write_as_trace(const std::string& msg);
    static void write_as_debug(const std::string& msg);
    static void write_as_info(const std::string& msg);
    static void write_as_warning(const std::string& msg);
    static void write_as_error(const std::string& msg);
};

#define LOG_TRACE(X) {if(Log::trace_is_active()){std::ostringstream o__;o__<<X;Log::write_as_trace(o__.str());}}
#define LOG_DEBUG(X) {if(Log::debug_is_active()){std::ostringstream o__;o__<<X;Log::write_as_debug(o__.str());}}
#define LOG_INFO(X) {if(Log::info_is_active()){std::ostringstream o__;o__<<X;Log::write_as_info(o__.str());}}
#define LOG_WARNING(X) {if(Log::warning_is_active()){std::ostringstream o__;o__<<X;Log::write_as_warning(o__.str());}}
#define LOG_ERROR(X) {if(Log::error_is_active()){std::ostringstream o__;o__<<X;Log::write_as_error(o__.str());}}

那么用法就很简单明了：

//...
LOG_WARNING("The variable x = " << x << " is out of range");
//...
LOG_DEBUG("The inverse of the matrix is inv(m) = " << std::endl << inv(m) << std::endl);

编辑：我注意到do{...}while(false) 的解决方案更好，因为我的解决方案后跟; 是两条指令，如果不写在@987654326 之间，就不能在循环或条件中使用@ 和 }。现在我可以改进我的代码了。 :-)

【讨论】：