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StringStream

这篇文章主要是来分析一下 StringStream 这个类的用法和结构。

先上一张 CppReference 给出的继承体系图:


StringStream

IStringStream

OStringStream

然后再来一张我从 VS2017 中理出来的结构(点击查看大图):


StringStream

C++引入了ostringstream、istringstream、stringstream这三个类,要使用他们创建对象就必须包含sstream头文件。

C++11之前的定义:

template<  class CharT,
class Traits = std::char_traits<CharT>
> class basic_stringstream;

template<
    class CharT,
    class Traits = std::char_traits<CharT>
> class basic_istringstream;

template<
    class CharT,
    class Traits = std::char_traits<CharT>
> class basic_ostringstream;

C++11开始的定义:

template<
    class CharT,
    class Traits = std::char_traits<CharT>,
    class Allocator = std::allocator<CharT>
> class basic_stringstream;

template<
    class CharT,
    class Traits = std::char_traits<CharT>,
    class Allocator = std::allocator<CharT>
> class basic_istringstream;

template<
    class CharT,
    class Traits = std::char_traits<CharT>,
    class Allocator = std::allocator<CharT>
> class basic_ostringstream;

这里是 CppReference 上对这个类做出的描述:

The class template std::basic_stringstream implements input/output operations on memory (std::basic_string) based streams.
It essentially wraps a raw string device implementation (std::basic_stringbuf) into a higher-level interface (std::basic_iostream).
The complete interface to unique std::basic_stringbuf members is provided.

大意如下:

类模板 std::basic_stringstream 实现基于内存( std::basic_string )的流上的输入/输出操作。它本质上是包装原始字符串设备实现( std::basic_stringbuf )到更高层的接口( std::basic_iostream )中。提供到独有 std::basic_stringbuf 成员的完整接口。

咦,老哥 我们不是在说 StringStream 嘛? 怎么 扯的是 basic_stringstream 啊? Are you kidding me?

哎哟 官人你可真猴急 且听我细细道来,我们使用的 [i,o]stringstream 和 w[i,o]stringstream 定义如下:

Type Definition
stringstream basic_stringstream< char >
wstringstream basic_stringstream< wchar_t>
istringstream basic_istringstream< char>
wistringstream basic_istringstream< wchar_t>
ostringstream basic_ostringstream< char>
wostringstream basic_ostringstream< wchar_t>

扯完官方的版本了,那我们现在真刀真枪的干一把

#include <iostream>
#include <sstream>

using namespace std;

int main()
{
    istringstream istr;
    istr.str("1 56.7");
    //上述两个过程可以简单写成 istringstream istr("1 56.7");
    cout << istr.str() << endl;
    int a;
    float b;
    istr >> a;
    cout << a << endl;
    istr >> b;
    cout << b << endl;
    return 0;
}

运行结果如下:

1 56.7
1
56.7

上例中,构造字符串流的时候,空格会成为字符串参数的内部分界,例子中对a,b对象的输入”赋值”操作证明了这一点,字符串的空格成为了整型数据与浮点型数据的分解点,利用分界获取的方法我们事实上完成了字符串到整型对象与浮点型对象的拆分转换过程。

str()成员函数的使用可以让istringstream对象返回一个string字符串(例如本例中的输出操作(cout<< istr.str();)。

再来看看 ostringstream 的简单用法:

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
    ostringstream ostr;
    //ostr.str("abc");//如果构造的时候设置了字符串参数,那么增长操作的时候不会从结尾开始增加,而是修改原有数据,超出的部分增长 
    ostr.put('d');
    ostr.put('e');
    ostr << "fg";

    string gstr = ostr.str();
    cout << gstr<<endl;
    return 0;
}

运行结果如下:

defg

在上例代码中,我们通过put()或者左移操作符可以不断向ostr插入单个字符或者是字符串,通过str()函数返回增长过后的完整字符串数据。

但值得注意的一点是,当构造的时候对象内已经存在字符串数据的时候,那么增长操作的时候不会从结尾开始增加,而是修改原有数据,超出的部分增长。

stringstream

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
using namespace std;

int main()
{
    stringstream ostr("ccc");
    ostr.put('d');
    ostr.put('e');
    ostr << "fg";
    string gstr = ostr.str();
    cout << gstr << endl;

    char a;
    ostr >> a;
    cout << a << endl;

    return 0;
}

运行结果:

defg
d

除此而外,stringstream类的对象我们还常用它进行string与各种内置类型数据之间的转换。

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
using namespace std;

int main()
{
    stringstream sstr;
    //--------int转string----------- 
    int a = 100;
    string str;
    sstr << a;
    sstr >> str;
    cout << str << endl;
    //--------string转char[]--------
    sstr.clear();//如果你想通过使用同一stringstream对象实现多种类型的转换,请注意在每一次转换之后都必须调用clear()成员函数。
    string name = "colinguan";
    char cname[200];
    sstr << name;
    sstr >> cname;
    cout << cname<<endl;
    cout << sstr.str() << endl; //但是你会发现 clear并没有清除之前的数据
    return 0;
}

运行结果:

100
colinguan
100colinguan
请按任意键继续. . .

关于clear()函数的问题,我这篇文章有详细讲到 > StringStream的Clear()和Str()函数< 这里就不细讲了。

为什么要学习stringstream?

如果你已习惯了< stdio.h>风格的转换,也许你首先会问:为什么要花额外的精力来学习基于< sstream>的类型转换呢?

也许对下面一个简单的例子的回顾能够说服你(当然具体,stringstream 的)。假设你想用sprintf()函数将一个变量从int类型转换到字符串类型。为了正确地完成这个任务,你必须确保证目标缓冲区有足够大空间以容纳转换完的字符串。此外,还必须使用正确的格式化符。如果使用了不正确的格式化符,会导致非预知的后果。下面是一个例子:

int n=10000;
chars[10];
sprintf(s,"%d",n);// s中的内容为"10000"

到目前为止看起来还不错。但是,对上面代码的一个微小的改变就会使程序崩溃:

int n=10000;
char s[10];
sprintf(s,"%f",n);// 看!错误的格式化符

在这种情况下,程序员错误地使用了%f格式化符来替代了%d。因此,s在调用完sprintf()后包含了一个不确定的字符串。要是能自动推导出正确的类型,那不是更好吗?

不过在实际使用中还是的看场景,虽然 stringstream 是很方便。但是他的性能问题也是不争的事实,所以必须根据实际使用场景做取舍。
进入stringstream

由于n和s的类型在编译期就确定了,所以编译器拥有足够的信息来判断需要哪些转换。

< sstream>库中声明的标准类就利用了这一点,自动选择所必需的转换。

而且,转换结果保存在stringstream对象的内部缓冲中。你不必担心缓冲区溢出,因为这些对象会根据需要自动分配存储空间。

string到int的转换:

string result="10000";
int n=0;
stream<<result;
stream>>n;//n等于10000

重复利用stringstream对象

如果你打算在多次转换中使用同一个stringstream对象,记住再每次转换前要使用clear()方法和str()方法;

在多次转换中重复使用同一个stringstream(而不是每次都创建一个新的对象)对象最大的好处在于效率。stringstream对象的构造和析构函数通常是非常耗费CPU时间的。

在类型转换中使用模板

你可以轻松地定义函数模板来将一个任意的类型转换到特定的目标类型。

例如,需要将各种数字值,如int、long、double等等转换成字符串,要使用以一个string类型和一个任意值t为参数的to_string()函数。to_string()函数将t转换为字符串并写入result中。使用str()成员函数来获取流内部缓冲的一份拷贝:

template<class T>
void to_string(string & result,const T& t)
{
    ostringstream oss;//创建一个流
    oss<<t;//把值传递如流中
    result=oss.str();//获取转换后的字符转并将其写入result
}

这样,你就可以轻松地将多种数值转换成字符串了:

to_string(s1,10.5);//double到string

to_string(s2,123);//int到string

to_string(s3,true);//bool到string

可以更进一步定义一个通用的转换模板,用于任意类型之间的转换。函数模板convert()含有两个模板参数out_type和in_value,功能是将in_value值转换成out_type类型:

template<class out_type,class in_value>
out_type convert(const in_value & t)
{

    stringstream stream;

    stream<<t;//向流中传值

    out_type result;//这里存储转换结果

    stream>>result;//向result中写入值

    return result;
}

这样使用convert():

double d;

string salary;

string s=”12.56”;

d=convert<double>(s);//d等于12.56

salary=convert<string>(9000.0);//salary等于"9000"

附上CppReference的参考链接:

http://en.cppreference.com/w/cpp/io/basic_stringstream

http://en.cppreference.com/w/cpp/io/basic_istringstream

http://en.cppreference.com/w/cpp/io/basic_ostringstream

本文参考链接:

http://www.usidcbbs.com/read-htm-tid-1898.html

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