Quello che vorrei fare è creare una sorta di "pipe" (come una pipe tra i processi), ma tra iostream C++ all'interno dello stesso programma. Ho una funzione che richiede un flusso di input come argomento, ma i miei dati provengono da un flusso di output. Quindi c'è un modo standard per convogliare l'output di un std::ostream
nell'ingresso di un std::istream
?C++ collega il flusso di output al flusso di input
risposta
È possibile creare un std::streambuf
in cui l'uscita passa a un buffer e ai blocchi std::overflow()
quando il buffer si riempie. D'altra parte avresti un buffer di input che blocca su underflow()
quando il buffer si svuota. Ovviamente, la lettura e la scrittura sarebbero in due diversi thread.
Il difficile compito è come sincronizzare i due buffer: gli stream non utilizzano alcuna operazione di sincronizzazione durante l'accesso ai buffer. Solo quando viene chiamata una qualsiasi delle funzioni virtuali, è possibile intercettare l'operazione e gestire la sincronizzazione. D'altra parte, non usare un buffer è abbastanza inefficiente. Il modo in cui affronterò questo problema è utilizzando un buffer di uscita relativamente piccolo (ad esempio 256 char
s) e anche l'override di sync()
per utilizzare questa funzione per il trasferimento di caratteri nel buffer di input. Lo streambuf
utilizza un mutex per la sincronizzazione e una variabile di condizione da bloccare su un buffer di input completo sull'output e un buffer di input vuoto sull'input. Per supportare lo shutdown pulito, dovrebbe esserci anche una funzione che imposta un flag in modo tale che non vi sia più input in arrivo e tutte le ulteriori operazioni di output dovrebbero fallire.
La creazione dell'implementazione effettiva rivela che due buffer non sono sufficienti: i thread che accedono all'entrata e al buffer di output possono essere attivi quando il rispettivo altro buffer blocca. Pertanto, è necessario un terzo buffer intermedio. Con questa piccola modifica al piano di cui sopra, di seguito è riportato un codice (utilizza piccoli buffer per assicurarsi che ci siano overflow e underflow effettivi, per un uso reale almeno il buffer di input dovrebbe probabilmente essere più grande).
// threadbuf.cpp -*-C++-*-
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#include <algorithm>
#include <condition_variable>
#include <iostream>
#include <mutex>
#include <stdexcept>
#include <streambuf>
#include <string>
#include <thread>
// ----------------------------------------------------------------------------
class threadbuf
: public std::streambuf
{
private:
typedef std::streambuf::traits_type traits_type;
typedef std::string::size_type string_size_t;
std::mutex d_mutex;
std::condition_variable d_condition;
std::string d_out;
std::string d_in;
std::string d_tmp;
char* d_current;
bool d_closed;
public:
threadbuf(string_size_t out_size = 16, string_size_t in_size = 64)
: d_out(std::max(string_size_t(1), out_size), ' ')
, d_in(std::max(string_size_t(1), in_size), ' ')
, d_tmp(std::max(string_size_t(1), in_size), ' ')
, d_current(&this->d_tmp[0])
, d_closed(false)
{
this->setp(&this->d_out[0], &this->d_out[0] + this->d_out.size() - 1);
this->setg(&this->d_in[0], &this->d_in[0], &this->d_in[0]);
}
void close()
{
{
std::unique_lock<std::mutex> lock(this->d_mutex);
this->d_closed = true;
while (this->pbase() != this->pptr()) {
this->internal_sync(lock);
}
}
this->d_condition.notify_all();
}
private:
int_type underflow()
{
if (this->gptr() == this->egptr())
{
std::unique_lock<std::mutex> lock(this->d_mutex);
while (&this->d_tmp[0] == this->d_current && !this->d_closed) {
this->d_condition.wait(lock);
}
if (&this->d_tmp[0] != this->d_current) {
std::streamsize size(this->d_current - &this->d_tmp[0]);
traits_type::copy(this->eback(), &this->d_tmp[0],
this->d_current - &this->d_tmp[0]);
this->setg(this->eback(), this->eback(), this->eback() + size);
this->d_current = &this->d_tmp[0];
this->d_condition.notify_one();
}
}
return this->gptr() == this->egptr()
? traits_type::eof()
: traits_type::to_int_type(*this->gptr());
}
int_type overflow(int_type c)
{
std::unique_lock<std::mutex> lock(this->d_mutex);
if (!traits_type::eq_int_type(c, traits_type::eof())) {
*this->pptr() = traits_type::to_char_type(c);
this->pbump(1);
}
return this->internal_sync(lock)
? traits_type::eof()
: traits_type::not_eof(c);
}
int sync()
{
std::unique_lock<std::mutex> lock(this->d_mutex);
return this->internal_sync(lock);
}
int internal_sync(std::unique_lock<std::mutex>& lock)
{
char* end(&this->d_tmp[0] + this->d_tmp.size());
while (this->d_current == end && !this->d_closed) {
this->d_condition.wait(lock);
}
if (this->d_current != end)
{
std::streamsize size(std::min(end - d_current,
this->pptr() - this->pbase()));
traits_type::copy(d_current, this->pbase(), size);
this->d_current += size;
std::streamsize remain((this->pptr() - this->pbase()) - size);
traits_type::move(this->pbase(), this->pptr(), remain);
this->setp(this->pbase(), this->epptr());
this->pbump(remain);
this->d_condition.notify_one();
return 0;
}
return traits_type::eof();
}
};
// ----------------------------------------------------------------------------
static void writer(std::ostream& out)
{
for (std::string line; std::getline(std::cin, line);)
{
out << "writer: '" << line << "'\n";
}
}
// ----------------------------------------------------------------------------
static void reader(std::istream& in)
{
for (std::string line; std::getline(in, line);)
{
std::cout << "reader: '" << line << "'\n";
}
}
// ----------------------------------------------------------------------------
int main()
{
try
{
threadbuf sbuf;
std::ostream out(&sbuf);
std::istream in(&sbuf);
std::thread write(&::writer, std::ref(out));
std::thread read(&::reader, std::ref(in));
write.join();
sbuf.close();
read.join();
}
catch (std::exception const& ex)
{
std::cerr << "ERROR: " << ex.what() << "\n";
}
}
+1 per lo sforzo; l'OP stava certamente cercando una soluzione molto più rapida e semplice. – Walter
Bene, usare il codice sopra ** è ** veloce per me ma io :) Ho visto una richiesta simile prima, cioè potrebbe essere utile anche per gli altri. ... ed è stato un esercizio interessante implementare effettivamente quello che ho appena abbozzato prima. Infine: non sono a conoscenza di una soluzione più semplice! –
Sei una leggenda rivoltante Dietmar. Sto usando questo in un test unitario e funziona a meraviglia. Grazie. – MattSmith
Lo std :: stringstream soddisfa le tue esigenze? Se no, spiega perché. – AProgrammer
C'è un iostream (si noti che ha un 'i' e un' o' all'inizio). Pompi i dati in un'estremità e ne esce fuori. E 'questo quello che vuoi. –
-1 sotto specifica domanda. –