Язык программирования C++ для профессионалов
Манипуляторы
К ним относятся разнообразные операции, которые приходится применять сразу перед или сразу после операции ввода-вывода. Например:
cout << x; cout.flush(); cout << y;
cin.eatwhite(); cin >> x;
Если писать отдельные операторы как выше, то логическая связь между операторами неочевидна, а если утеряна логическая связь, программу труднее понять.
Идея манипуляторов позволяет такие операции как flush() или eatwhite() прямо вставлять в список операций ввода-вывода. Рассмотрим операцию flush(). Можно определить класс с операцией operator<<(), в котором вызывается flush():
class Flushtype { };
ostream& operator<<(ostream& os, Flushtype) { return flush(os); }
определить объект такого типа
Flushtype FLUSH;
и добиться выдачи буфера, включив FLUSH в список объектов, подлежащих выводу:
cout << x << FLUSH << y << FLUSH ;
Теперь установлена явная связь между операциями вывода и сбрасывания буфера. Однако, довольно быстро надоест определять класс и объект для каждой операции, которую мы хотим применить к поточной операции вывода. К счастью, можно поступить лучше. Рассмотрим такую функцию:
typedef ostream& (*Omanip) (ostream&);
ostream& operator<<(ostream& os, Omanip f) { return f(os); }
Здесь операция вывода использует параметры типа "указатель на функцию, имеющую аргумент ostream& и возвращающую ostream&". Отметив, что flush() есть функция типа "функция с аргументом ostream& и возвращающая ostream&", мы можем писать
cout << x << flush << y << flush;
получив вызов функции flush(). На самом деле в файле <iostream.h> функция flush() описана как
ostream& flush(ostream&);
а в классе есть операция operator<<, которая использует указатель на функцию, как указано выше:
class ostream : public virtual ios { // ... public: ostream& operator<<(ostream& ostream& (*)(ostream&)); // ... };
В приведенной ниже строке буфер выталкивается в поток cout дважды в подходящее время:
cout << x << flush << y << flush;
Похожие определения существуют и для класса istream:
istream& ws(istream& is ) { return is.eatwhite(); }
class istream : public virtual ios { // ... public: istream& operator>>(istream&, istream& (*) (istream&)); // ... };
поэтому в строке
cin >> ws >> x;
действительно обобщенные пробелы будут убраны до попытки чтения в x. Однако, поскольку по умолчанию для операции >> пробелы "съедаются" и так, данное применение ws() избыточно.
Находят применение и манипуляторы с параметрами. Например, может появиться желание с помощью
cout << setprecision(4) << angle;
напечатать значение вещественной переменной angle с точностью до четырех знаков после точки.
Для этого нужно уметь вызывать функцию, которая установит значение переменной, управляющей в потоке точностью вещественных. Это достигается, если определить setprecision(4) как объект, который можно "выводить" с помощью operator<<():
class Omanip_int { int i; ostream& (*f) (ostream&,int); public: Omanip_int(ostream& (*ff) (ostream&,int), int ii) : f(ff), i(ii) { } friend ostream& operator<<(ostream& os, Omanip& m) { return m.f(os,m.i); } };
Конструктор Omanip_int хранит свои аргументы в i и f, а с помощью operator<< вызывается f() с параметром i. Часто объекты таких классов называют объект-функция. Чтобы результат строки
cout << setprecision(4) << angle
был таким, как мы хотели, необходимо чтобы обращение setprecision(4) создавало безымянный объект класса Omanip_int, содержащий значение 4 и указатель на функцию, которая устанавливает в потоке ostream значение переменной, задающей точность вещественных:
ostream& _set_precision(ostream&,int);
Omanip_int setprecision(int i) { return Omanip_int(&_set_precision,i); }
Учитывая сделанные определения, operator<<() приведет к вызову precision(i).
Утомительно определять классы наподобие Omanip_int для всех типов аргументов, поэтому определим шаблон типа:
