为新文件类型重载 >> 运算符的优雅方法是啥？

Posted 2023-02-23

【中文标题】为新文件类型重载 >> 运算符的优雅方法是啥？

【英文标题】：What's an elegant way to overload the >> operator for a new file type?为新文件类型重载 >> 运算符的优雅方法是什么？

【发布时间】：2013-02-14 18:48:23

【问题描述】：

我正在向一些遗留代码添加一些新功能。现有代码从文本文件中读取一些数据。在新版本中，我将读取更多数据并希望使用二进制文件，除此之外，该程序可以在 Linux 或 Windows 上使用相同的（外部）数据文件，所以我想强制执行读取二进制数据时的大端意义。

为此，我创建了一个新的输入文件流类型 - 从 ifstream 继承 - 使用重载的“>>”运算符从文件中读取二进制数据，并将其解释为大端。到目前为止一切顺利。

现在，当我从文件中读取数据时，我需要选择要创建哪种类型的输入文件流对象：处理旧文本文件时的常规 ifstream 或处理新文本文件时的新“iBinFile”类型二进制文件。我能想到的唯一解决方案是使用两段不同的代码，一段用于旧类型，另一段用于新类型，除了输入文件流类型之外，它们是相同的：

if (szFileName.compare(szFileName.size()-3,3,"bin")==0) 
    iBinFile inFile(szFileName.c_str());
    if (!inFile) 
        cout << szFileName <<" file could not be opened" << endl;
        exit (-1);
    
    while(!inFile.eof())
        inFile >> data;

else 
    ifstream inFile(szFileName.c_str());
    if (!inFile) 
        cout << szFileName <<" file could not be opened" << endl;
        exit (-1);
    
    while(!inFile.eof())
        inFile >> data;

但我觉得因为 iBinFile 是从 ifstream 派生的，所以应该有一种方法可以做到这一点，其中 if 语句仅确定文件类型，其他一切都是共同的。如果我从我自己的类派生 iBinFile，那么我可以将“>>”运算符设为虚拟，但由于不是，我不知道解决方案是什么，如果有的话。

【问题讨论】：

只有一件事，while(!inFile.eof()) 是不可以的！请改用while(inFile >> data) /* do stuff with data */。

二进制文件不可移植。再次重申：二进制文件不可移植。如果你这样做，你会感到很头疼；字节序只是您必须处理的问题之一。您还必须为相同类型和值的不同二进制表示形式分类不同的大小。更不用说完全不习惯使用>>，在正常使用中会进行格式化输入（即来自文本文件）。

@PeteBecker 二进制文件可以像文本文件一样便携。在这两种情况下，您都需要指定一种格式（或使用现有的格式，如 XDR 或 BER），然后写入和读取该格式。毕竟，许多可移植格式（例如 JPEG、MP3 等）是二进制的，我也在 IBM 大型机和 PC 之间以二进制进行通信（使用一种定义浮点的格式以 BCD 表示）。

@JamesKanze - 我坚持我所说的：除了字节顺序之外，您还必须处理相同类型的不同大小和值的不同二进制表示。将协议名称放在上面并不会改变根本问题。

@PeteBecker 您必须以 yoru 二进制格式定义类型的表示，是的。而且您必须确保您的写入和读取函数符合您定义的格式。但是，这可以便携式完成； BER 和 XDR 都很普遍，BER 经常用于在架构完全不同的处理器之间进行通信。

【参考方案1】：

所有当前 iostream 类的抽象是 格式化的文本。您确实不想从任何 std::istream 或 std::ostream 类；你想创建 你自己的层次结构。你可能确实想从 std::basic_ios<char>，用于错误处理和streambuf 管理。同样，可能确实想使用streambuf 及其派生类。

【讨论】：

然后将两者包装在一个通用的提取器类中，该类可以采用istream 或您的二进制阅读器...

这可能有点棘手。我不太确定你会怎么做，因为>> 都不是虚拟的。

包装它——使用virtual operator>> 创建一个新类。创建两个实现，其中一个使用istream，另一个使用您的二进制读取类。这种类的典型名称是InputArchive。

现有的operator>> 不是成员，您甚至都不知道所有成员（因为大多数将用于用户定义的类型）。如果您想包装std::ostream（我偶尔会这样做），您需要将operator>> 制作为模板。这意味着它不能是虚拟的。

+1 用于识别 istream 和 ostream 是格式化的文本类。