在C++中，短路`operator<<`输出是什么意思？

Question

我有一些代码，其中散布着这样的结构：

if(debug) {
    Output << "f1: " << f1() << "\n";
}

现在我想要做的是编写一个流类Debug，我可以像这样编写它：

Debug << "f1: " << f1() << "\n";

如果设置了某个全局标志，则会生成输出，否则不会。现在可以通过使Debug返回一个流并将其发送到/dev/null来轻松完成此操作，这将吞噬输出。问题是f1()仍然会被评估（并且被呈现为可能更昂贵的文本表示），这可能对性能非常不利。现在我的问题是：有没有任何技巧可以跳过对f1()的“评估”？

"f1: " << f1() << "\n"

如果Debug决定不输出任何内容，那么是否可以完全禁用输出？这与C++对于f() && g()的短路操作类似，如果f()为false，则g()不会被执行。（我曾经考虑编写一个使用&&作为输出运算符的流类，但据我所读，重载的operator&&不能进行短路操作。）

- bgschaid

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今天早些时候的这个相关问题可能有解决方案。 - juanchopanza

@juanchopanza：这些问题仍然（可能）评估参数。我认为，除非您将格式切换为类似于“DEBUGOUT（“f1：“<< f1（）<<“\ n”）;”这样的内容，否则无法按要求完成。 - Mooing Duck

@MooingDuck 是正确的。他们只是避免了流式传输。 - juanchopanza

这个SO看起来很相似：https://dev59.com/mm445IYBdhLWcg3wGmg6 - marcinj

@MooingDuck：除了使用邪恶宏的那个。 - Mike Seymour

Answer 1

您可以定义此宏：

#define Debug_Stream \
if(!debug); else Output

这将使得这个变成：

Debug_Stream << "f1: " << f1() << "\n";

变成等价于这个：

if(debug) {
    Output << "f1: " << f1() << "\n";
}

但字面上（加上空格以便阅读）

if(!debug);
else
    Output << "f1: " << f1() << "\n";

- Eric Finn

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这将容易出现悬挂else不匹配的问题。 - Mark B

@MarkB：可以通过定义 if(!debug);else Output 来解决。 - Yakov Galka

很好的发现，马克。感谢 @ybungalobill 的建议。我已经修改了答案来修复问题。 - Eric Finn

Answer 2

如果您不排斥使用宏，并愿意接受以下语法：

Debug( "f1: " << f() << '\n' );

很简单：只需定义类似以下内容的东西：

。它与HTML标记相同。

#define Debug( x ) debug != NULL && *debug << x;

这种方法有一定的危险性，因为你不能像平常一样用括号把参数括起来作为一个整体。（另一方面，我也见过它在很多应用中被使用，并没有出现问题。）宏方法的额外优点是，如果需要，可以自动插入__FILE__ 和 __LINE__。或者通过定义宏为空来有条件地完全禁止所有代码。

- James Kanze

Answer 3

我认为您可以通过创建一个延迟求值器来实现此功能，该求值器包装昂贵的函数调用。您的流应该知道需要调用所引用的函数的延迟求值器类型，但除此之外，它不会执行任何操作，从而避免了昂贵的调用。无调试流知道对于代理求值器对象，只需完全跳过评估即可。

例如，调用可能如下所示：

Debug << "123" << delay(f()) << "456" << std::endl;

这确实涉及到在调试行中调用延迟。它避免了可能是关键问题的宏的需求。

- Mark B