在MATLAB mex文件中正确地重载stringbuf以替换cout

Question

MathWorks目前不允许您在MATLAB桌面打开时从mex文件使用cout，因为他们已经重定向了stdout。他们提供了一个函数mexPrintf作为解决方法。经过一番搜索，我认为可以扩展std::stringbuf类来实现我需要的功能。以下是我目前的进展。这个代码足够健壮吗？还是需要重载其他方法或更好的方法来实现？（希望在通用UNIX环境中具有可移植性，并且如果此代码未与mex可执行文件链接，则能够像正常情况下一样使用std::cout）

class mstream : public stringbuf {
public:
  virtual streamsize xsputn(const char *s, std::streamsize n) 
  {
mexPrintf("*s",s,n);
return basic_streambuf<char, std::char_traits<char>>::xsputn(s,n);
  }
}; 

mstream mout;
outbuf = cout.rdbuf(mout.rdbuf());    

- user27315

Answer 1

您不需要重载std::stringbuf，而是需要重载std::streambuf或std::basic_streambuf（如果您想支持多个字符类型），并且还需要覆盖overflow方法。

但我认为您需要重新考虑解决问题的方案。 cout只是一个ostream，因此如果所有的类/函数都接受ostream，那么您可以传入任何您喜欢的东西。例如：cout、ofstream等。

如果这太难了，那么我会创建自己的版本cout，可能称为mycout，可以在编译时或运行时定义（取决于您想要做什么）。

一个简单的解决方案可能是：

#include <streambuf>
#include <ostream>

class mystream : public std::streambuf
{
public:
    mystream() {}

protected:
    virtual int_type overflow(int_type c)
    {
        if(c != EOF)
        {
            char z = c;
            mexPrintf("%c",c);
            return EOF;
        }
        return c;
    }

    virtual std::streamsize xsputn(const char* s, std::streamsize num)
    {
        mexPrintf("*s",s,n);
        return num;
    }
};

class myostream : public std::ostream
{
protected:
    mystream buf;

public:
    myostream() : std::ostream(&buf) {}
};

myostream mycout;

而 cout 版本只需要：

typedef std::cout mycout;

一个运行时版本需要更多的工作，但很容易实现。

- Shane Powell

Answer 2

Shane，非常感谢您的帮助。这是我最终的工作实现。

class mstream : public std::streambuf {
public:
protected:
  virtual std::streamsize xsputn(const char *s, std::streamsize n); 
  virtual int overflow(int c = EOF);
}; 

...

std::streamsize 
mstream::xsputn(const char *s, std::streamsize n) 
{
  mexPrintf("%.*s",n,s);
  return n;
}

int 
mstream::overflow(int c) 
{
    if (c != EOF) {
      mexPrintf("%.1s",&c);
    }
    return 1;
}

...

// Replace the std stream with the 'matlab' stream
// Put this in the beginning of the mex function
mstream mout;
std::streambuf *outbuf = std::cout.rdbuf(&mout); 

...

// Restore the std stream buffer 
std::cout.rdbuf(outbuf); 

- user27315

---

恢复std流缓冲区被证明非常重要。如果不这样做，我的mex函数似乎会出现某种内存问题，并在重新编译时导致matlab崩溃。 - Alec Jacobson

Answer 3

我稍微修改了OP的最终实现，添加了构造函数和析构函数。创建这个类的对象会自动替换std::cout中的流缓冲区，当对象超出作用域时，原始流缓冲区会被恢复。RAII！

class mxstreambuf : public std::streambuf {
   public:
      mxstreambuf() {
         stdoutbuf = std::cout.rdbuf( this );
      }
      ~mxstreambuf() {
         std::cout.rdbuf( stdoutbuf );
      }
   protected:
      virtual std::streamsize xsputn( const char* s, std::streamsize n ) override {
         mexPrintf( "%.*s", n, s );
         return n;
      }
      virtual int overflow( int c = EOF ) override {
         if( c != EOF ) {
            mexPrintf( "%.1s", & c );
         }
         return 1;
      }
   private:
      std::streambuf *stdoutbuf;
};

要在MEX文件中使用流缓冲区，只需：

mxstreambuf mout;
std::cout << "Hello World!\n";

不用担心漏掉任何事情。

关于it技术的部分内容需要您提供具体的翻译文本。

- Cris Luengo

Answer 4

cout 是一个特定的字符输出流。如果你想要一个写入文件的 cout，可以使用 fstream，特别是 ofstream。它们提供了与 cout 相同的接口。此外，如果你想要获取它们的缓冲区（使用 rdbuf），也可以这样做。

- Max Lybbert