为什么打印 `std::byte` 没有过载？答案

【问题标题】：Why is there no overload for printing `std::byte`?为什么打印 `std::byte` 没有过载？
【发布时间】：2021-10-29 19:24:56
【问题描述】：

以下代码在 C++20 中无法编译

#include <iostream>
#include <cstddef>

int main(){ 
    std::byte b {65};
    std::cout<<"byte: "<<b<<'\n';// Missing overload
}

在C++17中添加std::byte时，为什么没有对应的operator<<重载打印呢？我也许可以理解不打印容器的选择，但为什么不std::byte？它试图充当原始类型，我们甚至为std::string、最近的std::string_view 和~~也许是最相关的~~ std::complex、和std::bitset 本身提供了重载.

还有std::hex和类似的修饰符，所以默认打印0-255应该不是问题。

这只是疏忽吗？ operator>>，std::bitset 有呢，一点都不小。

编辑：发现甚至可以打印std::bitset。

【问题讨论】：

也许对于它应该格式化为字符还是整数存在分歧。在我看来，如果不是为您做出选择，而是由您决定，那么它作为一种类型会更灵活。
@PatrickRoberts 也许，但std::byte 的意义不是unsigned char，所以我不希望有一个角色。也许根本没有必要。

标签： c++ stdout c++20 string-view std-byte

【解决方案1】：

来自paper on std::byte (P0298R3)：（强调我的）

设计决策

std::byte 不是整数也不是字符

这里的主要动机是使 byte 成为一种独特的类型——通过利用类型系统来提高程序安全性。这导致std::byte 的设计不是整数类型，也不是字符类型。它是一个与众不同的用于访问最终构成对象存储的位的类型。

因此，它不需要隐式转换/解释为 char 或任何整数类型，因此不能使用 std::cout 打印，除非显式转换为所需的类型。

此外，this question might help。

【讨论】：

好的，我理解不是整数或字符的意义，但std::cout<<std::to_integer<int>(b); 仍然很难看。任何使用内存的工具至少能够进行十六进制转储。因此打印std::byte 不应该是一门火箭科学，毕竟它只是“字节”，这应该是重点。因此，将上面的 sn-p 包装成 opetaror<< 和 std::hex、std::binary 修饰符就是以所有合理格式打印字节所需的一切。
不提供该功能不是“避免为用户做出选择”，它只是乏味，不太友好，并且违背了std::byte提高代码可读性和安全性的目的。无论如何，这可能是我得到的最佳答案，如果没有其他结果，我会再等一会儿并接受它。
[对长 cmets 感到抱歉] 此外，我觉得“它是一种用于访问最终构成对象存储的位的独特类型。”并且打印std::bitset 的能力强烈地使所提出的论点无效。
@Quimby 没有人将std::bitset 误认为是文本，他们也不会将其误认为是您可以进行算术运算的东西。不提供操作可以提高类型安全性
@Quimby 您写的是std::cout<<std::to_integer<int>(b);，但我认为（标准背后的理由）的重点是std::cout<<std::to_char(b); 的可能性相同。似乎这个想法是std::byte 可以是数字、字符、数字的一部分、字符或其他类型或数据。

【解决方案2】：

std::byte 用于访问原始数据。为了允许我用实际上说“这是原始且未解析的”的东西来替换遍布代码库的该死的uint8_t，而不是可能被误解为 C 字符串的东西。

下划线：std::byte 不是“试图成为原始人”，它代表的东西甚至更少——原始数据。

它的实现方式主要是 C++ 和编译器实现的一个怪癖（“原始”类型的布局规则比结构或类简单得多）。

这种事情主要出现在低级代码中，老实说，不应该使用打印。 有时是不可能的。

例如，我的用例是通过 I2C（或 RS485）接收原始字节并将其解析为帧，然后将其放入 struct。为什么我要在实际数据上序列化原始字节？我几乎可以立即访问数据？

总结一下这个有点粗鲁的答案，为std::byte 提供运算符重载以与iostream 一起使用违背了这种类型的意图。

尽可能在代码中表达意图是现代编程的重要原则之一。

【讨论】：

“这种事情主要出现在低级代码中，老实说，不应该使用打印。有时是不可能的。”这看起来好像低级程序员将被强制打印他们的字节，如果它们是可打印的。我的意思是，如果不应该使用打印，您不会只是……不使用它吗？为什么一定要直接不存在？
@JohnKugelman 你假设每个人都知道他们在做什么；）我宁愿到处拿走这些工具。
打印出变量的值（或数据缓冲区的内容）是一种相当常见的低级代码调试技术，不是吗？支持它似乎很有用。
“我为什么要在实际数据上序列化原始字节”您不是已经通过将原始流划分为std::bytes 来做到这一点了吗？为什么不改为std::bitset？这将更原始，更接近 I2C 的本质。出于好奇，当您启动调试器并将鼠标悬停在std::byte 变量上时，您希望看到什么？【或(gdb ) p byte】你想看什么？我当然不会对“这是原始且未解析的”感到高兴。
@JanDorniak 当然，我现在很乐意使用 unsigned char 作为字节。我只是好奇为什么无法打印std::byte，让我大吃一惊。