什么是streambuf？我该如何使用它？

Question

我正在尝试学习有关C++中I/O流的工作原理，但我真的很困惑应该何时使用何种流。

streambuf是什么？
与string、istream或vector相比，何时使用streambuf？（我已经了解了最后三个，但不知道streambuf如何与它们进行比较（如果可以）。）

- user541686

---

@Pubby：嗯，什么是“流缓冲区”？它与流或缓冲区有何不同？ - user541686

抱歉，我不知道那指的是什么。 - user541686

@Mehrdad Stroustrup的《C++程序设计语言：特别版》 - moshbear

如果这样能让你感觉更好，我已经使用C++工作了15年，但仍然不太懂C++库中的IO部分。在我的任何一个项目中都没有机会使用它。 - Nemanja Trifunovic

我觉得这个链接的示例代码非常易于理解：http://www.cplusplus.com/reference/ios/ios/rdbuf/ - Homer6

Answer 1

借助于streambuf，我们可以在更低的层次上进行编程。它允许访问底层缓冲区。

以下是一些很好的例子：使用C ++ streambufs复制、加载、重定向和分流，与比较相关的内容，这可能会有所帮助。

更多细节请参见：IOstream 库

- COD3BOY

---

我在各处寻找能够解释streambuf的东西，就像这篇文章一样。感谢您帮助我找到它！ - wvdschel

示例永远是最好的。谢谢。 - daparic

Answer 2

流缓冲区代表输入或输出设备，并为该设备提供了无格式I/O的低级接口。另一方面，流通过基本的无格式I/O函数以及特别是格式化I/O函数（即operator<<和operator>>重载）提供了对缓冲区的更高级别包装器。流对象也可以管理流缓冲区的生命周期。

例如，文件流具有内部文件流缓冲区。流管理缓冲区的生命周期，而缓冲区则提供实际的读写功能。流的格式化运算符最终访问流缓冲区的无格式I/O函数，因此您只需要使用流的I/O函数，而不需要直接操作缓冲区的I/O函数。

另一种理解差异的方法是观察它们使用语言环境对象的不同方式。流使用与格式化相关的facet比如numpunct和num_get。您还可以期望自定义时间或货币数据类型的流operator<<和operator>>重载使用时间和货币格式facet。流缓冲区，然而，使用codecvt facet来在它们的接口使用的单位和字节之间进行转换。因此，例如，basic_streambuf<char16_t>的接口使用char16_t，因此basic_streambuf<char16_t>默认内部使用codecvt<char16_t，char，mbstate_t>将写入缓冲区的格式化char16_t单位转换为写入底层设备的char单位。因此，您可以看到流主要用于格式化，而流缓冲区为设备提供了无格式输入或输出的低级接口，该设备可能会使用不同的外部编码。

当您只需要对I/O设备进行无格式访问时，可以使用流缓冲区。如果您想设置共享流缓冲区的多个流（尽管您必须仔细管理缓冲区的生命周期），也可以使用流缓冲区。还有一些特殊用途的流缓冲区，例如C++11中的wbuffer_convert，其充当basic_streambuf<char> 的外观，以使其看起来像宽字符流缓冲区。它使用构造时附加的codecvt facet，而不是使用任何语言环境附带的codecvt facet。通常，通过使用带有适当facet的locale的宽流缓冲区，您也可以实现相同的效果。

- bames53

---

这是晚了5年，所以我不会将其发布为答案并取消接受此答案，但如果任何人在阅读此后仍然对术语感到困惑：streambuf 用于处理原始数据（例如原始字节、原始整数等），而stream用于处理处理过的数据（文本、格式化为文本的整数等）。换句话说，stream代表了解析（或序列化）层。当处理纯字符串时，你可以使用其中任何一个，但含义是不同的：streambuf表示你希望原始数据就是字符串本身，而stream则抽象出编码方式。 - user541686

@Mehrdad，我可以问一下说“stream抽象了编码”的意思是什么吗？ :D 你能再解释一下或提供更多的资料吗？ - Rick

@Rick：好的。stream 负责读写对象 到 streambuf。streambuf 负责从一个字节存储位置保存和恢复字节（或字符/单词/您想称呼的任何东西）。将对象和字节进行映射就是我所说的“编码”。例如，stream 将接受一个 int，并决定如何将其转换为 char，反之亦然——它可以使用大端格式、小端格式、位反转格式、仅限 7 位的格式或其他任何格式。也就是说，它抽象了存储格式。 - user541686