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为std::string重载C++运算符<<

c++stringoperator-overloading
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我现在看到另一个天真的C++代码，使用sprintf将C内置函数附加到字符数组中，我想够了。
我可以提供简单、轻量级、追加和非格式化函数给std::string，但由于它将被检入团队的公共代码，我希望它是完美的，所以我需要一些关于这个特性接口的建议（即不是实际实现方面的建议）。
以下可能是可能的（我没有测试过，这只是一种预感）：
1. 重载"+="运算符（可能在std或全局命名空间之外） 2. 重载"<< "运算符（同样，在另一个命名空间中） 3. 提供非运算符非成员函数（我猜，同样在另一个命名空间中） 4. 我没有看到的另一个简单解决方案？
每种解决方案的优缺点是什么（我更喜欢“+=”，甚至是“<<”）？

笔记

  • 关键不在于格式。如果有人需要格式化，C++流是很好的选择。我只想要简单、轻量级的一句话/函数调用追加。
  • 使用另一个命名空间是因为我们没有权限向std命名空间添加代码，而且我不想污染全局命名空间，所以，是的，我猜用户必须添加using namespace SomeNamespace;就像对于<utility>的rel_ops命名空间一样)
  • 我正在使用std::string它本身不能处理除了自身、char和char *之外的其他类型。 我想扩展它来处理其他简单类型。
  • 使用stringstream在代码方面太重（声明流，追加，然后检索.str()将其放入字符串中等等），我最不想要的是一个语法糖式的内联函数在每次调用时实例化一个stringstream）。正如下面的示例中所示，stringstream解决方案太冗长了：

.

// sprintf-like code with a char[] buffer:
sprintf(buffer, "%d", myDouble) ;

// stream-like code with a std::string buffer:
std::stringstream str ;
str << myDouble ;
buffer = str.str() ;

// example of desired code with a std::string buffer:
buffer += myDouble ;
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为什么不直接重构代码使用std::string？它具备了你所需的一切，而且更加强大。 - Björn Pollex
@Björn Pollex：不完全正确。如果我想要附加除了std::string、char或char *之外的其他类型，我需要使用std::stringstream。我添加了一条注释以澄清这一点。 - paercebal
@Cody Gray：std::string。我添加了一个注释来澄清。 - paercebal
所以，你的意思是想创建一个 std::string & operator+=(std::string &, int) 吗？这听起来不是一个好主意。你考虑过使用 boost::lexical_cast 吗？虽然我猜它内部使用了 stringstream，所以可能不符合你的要求。 - Björn Pollex
顺便提一下，gnu autosprintf（我相信是gettext的一部分）-http://www.rootr.net/man/info/autosprintf-可能会对您有用，或者给您灵感。 - Michael Krelin - hacker
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4个回答
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不是一个好的解决方案。请看我的注释，为什么stringstream过于冗长，对于我想要的东西没有任何用处。我不是要重新发明轮子。我只是想添加轻量级的语法糖。 - paercebal
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好的，你是老板 :) 我只是不明白为什么你认为重新实现如此复杂的功能以节省2行代码（创建oss对象和.str()调用）是个好主意。好吧，想象一下你写了一些简单的东西：你可以将字符串、整数和双精度浮点数连接到现有字符串中。然后你的一个同事写了这个：sprintf(buffer, "%08llu\t%08X", x, y);。你真的想花费你的生命一遍又一遍地添加新的格式化特性吗？我敢打赌，在几个月内，你最终会得到与ostringstream非常相似的东西... - kol
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上个月我用C#重新实现了Excel的字符串、数字（包括普通分数）和日期时间格式化功能。我的雇主本可以使用现有的.NET格式化功能，但他想要与Excel完全匹配。这是一个你无法避免“重新发明轮子”的情况。你的情况不同：你可以使用现有的功能，即ostringstream，你不必复制已经被其他人创建和优化的功能。 - kol
我并不打算提供一个全面的、适用于所有可能情况的解决方案。只是简单的字符串拼接而已，没有格式化。所以sprintf(buffer, "%08llu\t%08X", x, y)要么保持原样，要么被stringstream等效替代。现在我想要的是，在简单的情况下，避免使用C风格的字符数组和sprintf，仅仅因为编码者没有弄清楚如何使用stringstream或者不想使用它，因为对于它应该做的事情来说，多出两行无用的代码太多了。 - paercebal
无论如何，你甚至不知道实现会是什么样子。也许我会在内部使用stringstream。我的问题是关于接口，而不是实际的实现。你提供了一个我没有问到的问题的建议和解决方案。 - paercebal
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  1. What about boost::format ? Then you can write:

    std::string first("world");
std::string s = (boost::format("hello %1%") % first).str();

  2. Or create a wrapper class which you can use like so:

    int i(2);
std::string s = (Format() + "Hello " + first + " " + i).str();

    And Format() something like (without boost) :

    class Format
{
    public:
        template <typename T>
        Format &operator+(const T& v) {
            m_sstr << v; 
            return *this;
        };
        const std::string &str() const { return m_sstr.str(); };
    private:
        std::stringstream m_sstr;
};
现在，我更多的想法是像http://www.fastformat.org/这样的东西。由于历史原因（不要问...），Boost对我们的应用程序并不真正可用，我甚至怀疑我能否推动fastformat的使用，这就是为什么一个轻量级函数将是一个很好的妥协的原因。 - paercebal
@paercebal：我从第二个选项中删除了boost，也许这对你有用？ - rve
我喜欢第二种解决方案的实现方式，它的界面很有趣。我猜stringstream甚至可以成为私有成员变量，每次调用“append”运算符时都可以重复使用。 - paercebal
@paercebal：当然，那样会更好，我会编辑我的回答。 - rve
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C++11提供了一组重载的std::to_string函数。
示例原型：
std::string to_string( int value );

它们可以被用户重写（在C++11中）。现在你需要自己的命名空间。

您可以为所选类型实现自己的集合。这将使代码具有未来的可扩展性。

您将使用以下代码：

std::string s;
s+=std::to_string(1);
C++11的解决方案加1分。虽然我不喜欢创建字符串的事实，但是在阅读您的帖子时，我学到了一些关于C++11的知识。谢谢...为了记录，我正在考虑类似于std::string＆append（std :: string＆p_string，const T＆p_value）;的东西。 - paercebal
我认为考虑到你的限制，你的建议非常优秀。 - mirk
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boost::lexical_cast 提供了一个潜在的模型 - 编写一个函数，可以处理你需要的任何数据类型，将它们转换为适合你目的的字符串格式（你可以尽可能地优化它），并将它们返回以便与 operator+(string, string) 一起使用。
根据你的喜好，使用正常重载或模板特化来针对每种类型专门化该函数。lexical_cast 使用模板，因此它可以通过定义的任何流操作符处理绝对任何东西，但是你的用例远比这窄得多，因此你肯定可以从中获得更多的性能。
不好。即使使用专门化，boost::lexical_cast 仍会返回一个临时的 std::string，而我想避免这种情况（我需要“追加”，而不是“复制”）。 - paercebal
所以，只需将其制作成一个函数，该函数接受要附加到的字符串和要附加的内容。然后开始重载运算符+=看起来非常不错。 - Matthew Walton
是的，这正是我在提问之前所考虑的。这就是为什么我请求建议，询问使用函数还是运算符重载（+=或<<）的优缺点。 - paercebal
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