Блог

Я ищу библиотеку, которая работает аналогично iostreams, в том, что она выполняет преобразования и позволяет записывать данные в буферы памяти, файлы и консоль. Однако я хотел бы что-то типобезопасное, как iostream. Существуют ли какие-либо серьезные библиотеки, которые делают это?

Возможность указывать кодировку вывода для вещей была бы плюсом.

Обратите внимание, что меня не интересуют библиотеки, которые просто поддерживают iostreams, потому что они просто еще усложняют то, что делает iostreams, например boost::format .

Упреждающий ответ на комментарий: Я не хочу использовать cstdio, потому что при использовании этой системы невозможно, чтобы код зависел от местоположения вывода. То есть вам нужно вызвать одну функцию для отправки данных в буферы, и вам нужно вызвать другую функцию для отправки данных в файлы, и еще одну для консоли и т.д.

ПРАВКА2: В ответ на шквал комментариев ниже: Я сыт по горло как iostreams, так и cstdio. Вот более конкретные причины. Я пытался не вдаваться в «разглагольствования» по этому вопросу, но люди продолжают спрашивать меня, не сошел ли я с ума, так что вот мое обоснование.

cstdio

• Не удается корректно обрабатывать символы Юникода
• Не удается записать что-то вроде строки без ручного управления буфером
• Часто требуется поддержка нестандартных расширений (например, vsnprintf ) для того, чтобы их можно было использовать (РЕДАКТИРОВАТЬ: Хорошо, стандартная библиотека C99, находящаяся в C 11, добавляет большинство / все из них сейчас)
• Невозможно изменить местоположение выходных данных без изменения исходного кода (нестандартные расширения, например, в glibc, позволяют обрабатывать указатель на файл как буфер, что делает это… но это все еще просто нестандартное расширение)
• Делает безопасность «забавной» (до такой степени, что в документах по безопасности целые главы посвящены объяснению проблем, например, со строками формата «printf» и тому подобным)
• Не типобезопасно

iostreams

• Медленно
• Слишком сложный для клиента. Если вы используете только то, что поставляется со стандартной библиотекой, это здорово, но попытка расширить что-либо практически невозможна. Я прочитал всю книгу «Стандартные потоки C IOStreams и локали» — единственную, по-видимому, доступную книгу по этой теме — дважды — и я все еще не знаю, что происходит.

Мне нравятся iostreams в концепции, даже использование operator<< которого некоторым людям, похоже, не нравится, но мне это кажется слишком продуманным. Кому-то не нужно тратить бесчисленные часы на чтение книг, чтобы быть простым клиентом вашей библиотеки. Конечно, если вы добавляете новый источник вывода или что-то в этом роде, я мог бы понять, но …. клиенты должны быть защищены от такой сложности. (Разве библиотека не для этого?)

Это, пожалуй, единственная неприятная вещь в C , которая «просто работает» на других языках программирования, и я не вижу причин усложнять ее.

Библиотека {fmt}: я только что наткнулся на нее в выступлении на YouTube, и она кажется довольно приятной.

Средство форматирования, основанное на {fmt}, было предложено для стандартизации в C 20: P0645. И P0645, и {fmt} используют синтаксис строки формата, подобный Python, который похож на printf ‘s, но использует {} в качестве разделителей вместо % .

Например

 #include <fmt/core.h>

int main() {
  fmt::print("The answer is {}.", 42);
}
  

выводит «Ответ 42». на stdout .

std::format Функция, предложенная для C 20:

 #include <format>

int main() {
  std::string s = std::format("The answer is {}.", 42);
}
  

Примечательные особенности {fmt}:

1. Безопасность типов и памяти с ошибками в строках формата, о которых необязательно сообщается во время компиляции.

2. Расширяемость: пользователи могут писать форматеры для своих типов, включая анализаторы пользовательских спецификаций формата (как в Python).

3. Компактный двоичный код. Приведенный выше пример печати компилируется только:

    main: # @main
     sub rsp, 24
     mov qword ptr [rsp], 42
     mov rcx, rsp
     mov edi, offset .L.str
     mov esi, 17
     mov edx, 2
     call fmt::v5::vprint(fmt::v5::basic_string_view<char>, fmt::v5::format_args)
     xor eax, eax
     add rsp, 24
     ret
   .L.str:
     .asciz "The answer is {}."
     

   которая сопоставима с printf и намного лучше iostreams.

4. Производительность: {fmt} значительно выше, чем у обычных реализаций printf и iostreams . Вот результаты теста tinyformat на macOS с clang:

    ================= ============= ===========
   Library           Method        Run Time, s
   ================= ============= ===========
   libc              printf          1.01
   libc              std::ostream    3.04
   {fmt} 1632f72     fmt::print      0.86
   tinyformat 2.0.1  tfm::printf     3.23
   Boost Format 1.67 boost::format   7.98
   Folly Format      folly::format   2.23
   ================= ============= ===========
     

Boost.Spirit.Qi для ввода, Boost.Spirit.Karma для вывода. Может читать из / записывать во все, что может быть представлено в виде диапазона итератора.

Возможно, вас заинтересует библиотека быстрого формата. Вы также можете посмотреть сравнение на их веб-сайте с различными другими библиотеками.

Как насчет использования библиотеки fmt и библиотеки scn, fmt довольно хорошо обрабатывает выходные данные, а scn может обрабатывать входные данные. Я использовал обе эти библиотеки одновременно, и ее использование намного менее болезненно, чем стандартное (и она читабельна!).

Вы должны попробовать их оба.