如何创建像 std::cout 这样的函数

How to create functions like std::cout?

本文关键字:cout 函数 std 何创建 创建      更新时间:2023-10-16

我正在为我的项目创建自己的日志记录实用程序,我想创建一个像iostream的std::cout这样的函数,以记录到文件并打印到控制台。

这是我想要的:

enum
{
    debug, error, warning, info
};
LOG(level) << "test"; // level - from the above enum

结果应该是这样的:

int iPlayerID = 1337;
LOG(info) << "Player " << iPlayerID << "Connected";

[Thu Jan 29 18:32:11 2015] [info] Player 1337 Connected

std::cout 不是一个函数,它是一个 std::ostream 类型的对象,它重载operator<<

如何做到这一点的快速草图:

enum Level {
    debug, error, warning, info
};
struct Logger {
    std::ostream* stream;  // set this in a constructor to point
                           // either to a file or console stream
    Level debug_level;
public:
    Logger& operator<<(const std::string& msg)
    {
        *stream << msg; // also print the level etc.
        return *this;
    }
    friend Logger& log(Logger& logger, Level n);
    {
        logger.debug_level = n;
        return logger;
    }
};

蚂蚁然后像使用它一样

Logger l;
log(l, debug) << "test";
诀窍

是让您的LOG(level)返回一个特殊类型,包含指向std::ostream的指针,并定义<<运算符。像这样:

class LogStream
{
    std::ostream* myDest;
public:
    LogStream( std::ostream* dest ) : myDest( dest ) {}
    template <typename T>
    LogStream& operator<<( T const& obj )
    {
        if ( myDest != nullptr ) {
            *myDest << obj;
        }
        return *this;
    }
};

LOG(level)宏创建一个宏的实例,如下所示:

#define LOG(level) LogStream( getLogStream( level, __FILE__, __LINE__ ) )

当然,getLogStream可以在调用时插入它想要的任何信息(如时间戳)。

您可能希望在 LogStream 的析构函数中添加刷新。

我不会在这里输入编码细节,但我会为您提供一些快速指南:

    创建一个单例
  1. 对象池(对于记录器来说可以创建一个单例)或一个命名空间,或者根据枚举返回某个日志类的命名空间:

    Logger& SingletonLoggersManager::GetLoggerForLevel(eLogLevel);

  2. 覆盖类的"<<"运算符,以便允许在 Logger 类中输出符合您需求的

https://msdn.microsoft.com/en-us/library/1z2f6c2k.aspx

  1. 定义一个宏以便能够在代码中进行快速调用:

    #define LOG(x) SingletonLogger::GetLoggerForLevel(eLogLoevel);

现在,当您在代码中使用时

 Log(debug) << "test" 

它将扩展到:

 (SingletonLogger::GetLoogerForLevel(debug)) << "test";

我在上面看到两个问题。 首先是分叉您的消息(到文件和控制台)。 第二个是用一些额外的东西包装所写的内容。

meta_stream处理operator<<重载。 它使用 CRTP 静态调度到其子类型:

template<class D, class substream>
struct meta_stream {
  D& self() { return *static_cast<D*>(this); } // cast myself to D
  // forwarders of operator<<
  template<class X>
  friend D& operator<<( meta_stream<D>& d, X const& x ) {
    d.self().write_to(x);
    return d.self();
  }
  friend D& operator<<(
    meta_stream<D>& d,
    substream&(*mod_func)(substream&)
  ) {
    d.self().write_to(mod_func);
    return d.self();
  }
};

由于 std::endl 和其他修饰符的工作方式,我不得不两次覆盖<<——它们是重载函数的名称。

这解决了将同一字符串输出到两个不同的 ostream 的问题:

template<class substream>
struct double_ostream:
  meta_stream<double_ostream<substream>,substream>
{
  substream* a = nullptr;
  substream* b = nullptr;
  template<class X>
  void write_to( X&&x ) {
    if (d.a) (*d.a) << x;
    if (d.b) (*d.b) << std::forward<X>(x);
  }
  double_ostream( std::basic_ostream<CharT>* a_, std::basic_ostream<CharT>* b_ ):
    a(a_), b(b_)
  {}
  double_ostream(double_ostream const&)=default;
  double_ostream()=default;
  double_ostream& operator=(double_ostream const&)=default;
};

请注意通过 meta_stream 使用 CRTP。 我只需要实施write_to.

首先,将 4 个记录器写入此数组:

enum loglevel {
  debug, error, warning, info
};
double_stream<std::ostream> loggers[4];

为每个对象提供一个指向std::cout的指针和一个指向(存储在其他位置)流的指针,该流包装要将日志保存到的文件。 如果您不希望将该级别记录到该输出流中,则可以传递nullptr(例如,在发布中,跳过调试日志),并且可以将内容记录到不同的日志文件(调试到一个文件,信息记录到另一个文件)。

double_stream<std::ostream> log( loglevel l ) {
  double_stream<std::ostream> retval = loggers[l];
  std::string message;
  // insert code to generate the current date here in message
  // insert code to print out the log level here into message
  retval << message;
  return retval;
}

现在log(debug) << "hello " << "worldn"会为你写下你的信息。

如果您不想在日志消息末尾写换行符,您可以做更多花哨的事情,但我怀疑这是否值得。 只需写换行符。

如果您确实想要该功能:

template<class substream>
struct write_after_ostream:
  meta_stream<write_after_ostream<substream>,substream>
{
  substream* os = nullptr;
  template<class X>
  void write_to( X&&x ) {
    if (os) *os << std::forward<X>(x);
  }
  ~write_after_ostream() {
    write_to(message);
  }
  write_after_ostream( substream* s, std::string m ):
    os(s), message(m)
  {}
  std::string message;
}
write_after_ostream<double_stream<std::ostream>> log( loglevel l ) {
  // note & -- store a reference to it, as we will be using a pointer later:
  double_stream<std::ostream>& retval = loggers[l];
  std::string pre_message;
  // insert code to generate the current date here in pre_message
  // insert code to print out the log level here into pre_message
  retval << pre_message;
  return {&retval, "n"};
}

但我认为这不值得。

你可以定义一个enum,比如

enum loglevel_en {
    log_none, log_debug, log_info, log_waring, log_error };

然后有一个全局变量:

enum loglevel_en my_log_level;

并提供一些设置它的方法(例如,从程序参数)。

最后,定义一个宏(在全局标头中)

#define MY_LOG(Lev,Thing) do { if (my_log_level >= Lev) 
    std::cout << __FILE__ << ":" << __LINE__ 
              << " " << Thing << std::endl; } while(0)

并像使用它一样使用

 MY_LOG(log_info, "x=" << x)

随意改进MY_LOG宏以输出更多内容(日期等)

您可以改为定义

#define LOG(Lev) if (my_log_level >= Lev) std::cout 

但这不适用于这样的代码

if (x>34)
  LOG(log_info) << "strange x=" << x;
else return;

所以我强烈建议类似MY_LOG

只有一个像样的解决方案,它并不简单,但它LOG(log_info) << "line 1nline 2" << std::endl;正确。

您必须实现一个 custòm std::ostreambuf 。它是唯一可以在应用所有常用operator<<函数重新格式化输出的类。

特别是,当您有一堆字符要处理时,将调用流缓冲区方法overflow。您现在可以添加日志级过滤,并可靠地检查格式化字符流中的换行符。