怎么写我自己的机械手？

Question

让我们假设我想要为输入和输出编写自己的机械手。

cin >> mymanip >> str;

或

cout << mymanip << str;

我想要的是我要做的是切换案例，我从输入中读取的字符，并将结果分配给一个字符串。

所以，如果我输入"QwErTy“，就会在字符串中得到"qWeRtY”。

这是一个非常基本的任务，只有一个功能，但我想了解更多关于机械手的知识。

有人能给点线索吗？

谢谢。

Answer 1

这种方法有点棘手--但可以做到，您可以为流添加自己的机械手。

首先，你需要你的开关：

class toggle_t {};
constexpr toggle_t toggle;

下一步- ostream的版本( istream的情况非常相似.)：

在将toggle放到ostream之后-您需要一些特殊的对象：

struct toggled_ostream
{
    std::ostream& os;
};

inline toggled_ostream operator << (std::ostream& os, toggle_t)
{
    return { os };
}

注意，有人可能把toggle放在了错误的位置：cout << toggle << 123 -所以它应该像普通流那样适用于所有其他类型：

template <typename T>
std::ostream& operator << (toggled_ostream tos, const T& v)
{
    return tos.os << v;
}

因此，对于char类型(如char、const char*、std::string)，编写切换重载。我给您提供了char的版本--为“更长”类型编写版本应该不会有问题：

std::ostream& operator << (toggled_ostream tos, char v)
{
    char c = std::isupper(v) ? std::tolower(v)
                             : std::islower(v) ? std::toupper(v) : v;
    return tos.os << c;
}

工作演示。

Answer 2

操纵者所做的就是在std::ios_base基类中设置相应的位。

例如，std::setprecision()操作器简单地将基数：：精度()放在被操纵的流上。

在gcc的标题中，std::setprecision()的实现几乎是可读的(对于C++库模板实现来说，这是非常罕见的)：

 inline _Setprecision  setprecision(int __n)
     { return { __n }; }

std::setprecision()返回一个内部std::_Precision对象。然后，为>> (和类似的<<操作符)为std::_Precision对象提供一个简单的模板重载，处理其余的魔术：

 template<typename _CharT, typename _Traits>
    inline basic_istream<_CharT, _Traits>& 
    operator>>(basic_istream<_CharT, _Traits>& __is, _Setprecision __f)
    { 
      __is.precision(__f._M_n); 
      return __is; 
    }

在您的示例中，std::ios_base类中没有实现所需输入/输出转换的位。因此，操纵者本身不会在这里工作。

你想要做的事情需要一种完全不同、更复杂的方法：

1. std::[io]stream的一个自定义子类，它使用std::streambuf的自定义子类。
2. std::streambuf子类从一个链式流中读取或写入，如您所描述的那样转换输入或输出。
3. 从自定义子类中读取或写入的结果是从链式流中读取或写入数据，从而相应地转换数据。

Answer 3

你不能那样做。相反，您可以做的是以字符串为参数的操纵器，即

std::cout << toggle(str);
std::cin  >> toggle(str);

操纵者仅仅是所谓的句法糖，也就是说，它比其他人做事情更方便。例如,

std::cout << std::setw(5) << x <<;

也会像

std::cout.width(5);
std::cout << x;

但是更方便，因为它允许与其他<<操作链接在一起。

现在，您所需要的东西(交换小写字符和大写字符)没有格式化支持，因此也无法为此提供语法糖。

但是，如果机械手可以将您的字符串作为参数，那么当然，您可以实现您想要的，以标准的方式实现机械手。例如,

struct toggle_output
{ std::string const&str; }

inline toggle_output toggle(std::string const&str)
{ return {str}; }

inline std::ostream& operator<<(std::ostream&out, toggle_output const&t)
{
  for(auto c:t.str)
    if     (std::islower(c)) out<<std::toupper(c);
    else if(std::isupper(c)) out<<std::tolower(c);
    else                     out<<c;
  return out;
}

struct toggle_input
{ std::string &str; }

inline toggle_input toggle(std::string&str)
{ return {str}; }

inline std::istream& operator>>(std::istream&in, toggle_input &t)
{
  in >> t.str;
  for(auto&c:t.str)
    if     (std::islower(c)) c=std::toupper(c);
    else if(std::isupper(c)) c=std::tolower(c);
  return in;
}

您还可能需要(以避免混淆)

inline std::ostream& operator<<(std::ostream&out, toggle_input const&t)
{ return out<<toggle_output(t.str); }