Std string format cpp

Класс std::stringstream

Класс std::stringstream — это основной способ строкового форматирования, который нам предоставляет C++:

Строго говоря, использование std::stringstream не является в полной мере строковым форматированием, так как вместо местозаполнителей мы вставляем в строку-шаблон аргументы. Это допустимо в простейших случаях, но в более сложных существенно ухудшает читаемость кода:

ss std::string str = format("A[%d, %d] + A[%d, %d] = %d", i1, j1, i2, j2, A[i1][j1] + A[i2][j2]);

Объект std::sringstream позволяет реализовать несколько интересных оберток, которые могут понадобится в дальнейшем.

Преобразование "чего угодно" в строку:

template std::string to_string(const T &t)

std::string str = to_string("5");

Преобразование строки во "что угодно":

template T from_string(const std::string &str) < std::stringstream ss(str); T t; ss >> t; return t; > template<> std::string from_string(const std::string &str)

Преобразование строки во "что угодно" с проверкой:

template T from_string(const std::string &str, bool &ok) < std::stringstream ss(str); T t; ss >> t; ok = !ss.fail(); return t; > template<> std::string from_string(const std::string &str, bool &ok)

bool ok = false; int x = from_string("x5", ok); if (!ok) . 

Также, можно написать пару оберток для удобного использования std::stringstream в одну строку.

Использование объекта std::stringstream для каждого аргумента:

class fstr final : public std::string < public: fstr(const std::string &str = "") < *this += str; >template fstr &operator <<(const T &t) < *this += to_string(t); return *this; >>;

Использование одного объекта std::stringstream для всей строки:

class sstr final < public: sstr(const std::string &str = "") : ss_(str) < >template sstr &operator <<(const T &t) < ss_ << t; return *this; >operator std::string() const < return ss_.str(); >private: std::stringstream ss_; >;

Забегая вперед, оказывается, что производительность std::to_string в 3-4 раза выше, чем у to_string, реализованной с помощью std::stringstream. Поэтому, логично будет использовать std::to_string для подходящих типов, а для всех остальных использовать шаблонную to_string:

std::string to_string(int x) < return std::to_string(x); >std::string to_string(unsigned int x) < return std::to_string(x); >std::string to_string(long x) < return std::to_string(x); >std::string to_string(unsigned long x) < return std::to_string(x); >std::string to_string(long long x) < return std::to_string(x); >std::string to_string(unsigned long long x) < return std::to_string(x); >std::string to_string(float x) < return std::to_string(x); >std::string to_string(double x) < return std::to_string(x); >std::string to_string(long double x) < return std::to_string(x); >std::string to_string(const char *x) < return std::string(x); >std::string to_string(const std::string &x) < return x; >template std::string to_string(const T &t)

Библиотека boost::format

Набор библиотек boost является мощным средством, отлично дополняющим средства языка C++ и стандартной библиотеки. Строковое форматирование представлено библиотекой boost::format.

Поддерживается указание как типовых местозаполнителей:

std::string str = (boost::format("I have %d apples and %d oranges, so I have %d fruits") % apples % oranges % (apples + oranges)).str();

std::string str = (boost::format("I have %1% apples and %2% oranges, so I have %3% fruits") % apples % oranges % (apples + oranges)).str();

Единственный недостаток boost::format — низкая производительность, это самый медленный способ строкового форматирования. Также этот способ неприменим, если в проекте нельзя использовать сторонние библиотеки.

Итак, получается, что C++ и стандартная библиотека не предоставляют нам удобных средств строкового форматирования, поэтому будем писать что-то свое.

Обертка над vsnprintf

Попробуем написать обертку над Xprintf функцией, выделяя достаточно памяти и передавая произвольное количество параметров.

Для выделения памяти будем использовать следующую стратегию:

1. сначала выделяем такое количество памяти, которого будет достаточно в большинстве случаев
2. пробуем вызвать функцию форматирования
3. если вызов закончился неудачей, выделим больше памяти и повторим предыдущий шаг

Для передачи параметров будем использовать механизм stdarg и функцию vsnprintf.

std::string format(const char *fmt, . ) < va_list args; va_start(args, fmt); std::vectorv(1024); while (true) < va_list args2; va_copy(args2, args); int res = vsnprintf(v.data(), v.size(), fmt, args2); if ((res >= 0) && (res < static_cast(v.size()))) < va_end(args); va_end(args2); return std::string(v.data()); >size_t size; if (res < 0) size = v.size() * 2; else size = static_cast(res) + 1; v.clear(); v.resize(size); va_end(args2); > >

std::string str = format("I have %d apples and %d oranges, so I have %d fruits", apples, oranges, apples + oranges);

Здесь стоит разъяснить пару нюансов. Возвращаемое значение функций Xprintf зависит от платформы, на некоторых платформах, в случае неуспеха, возвращается -1, в этом случае мы увеличиваем буфер в два раза. На других платформах возвращается длина результирующей строки (без учета нулевого символа), в этом случае мы сразу можем выделить столько памяти, сколько необходимо. Более подробно о поведении функций Xprintf на различных платформах можно почитать здесь. Также, на некоторых платформах, vsnprintf() "портит" список аргументов, поэтому копируем его перед вызовом.

Я начал использовать эту функцию еще до появления C++11 и с небольшими изменениями продолжаю использовать по сегодняшний день. Основное неудобство при использовании — отсутствие поддержки std::string в качестве аргументов, поэтому нужно не забывать добавлять .c_str() ко всем строковым аргументам:

std::string country = "Great Britain"; std::string capital = "London"; std::cout 

std::string vtformat_impl(const std::string &fmt, const std::vector &strs) < static const char FORMAT_SYMBOL = '%'; std::string res; std::string buf; bool arg = false; for (int i = 0; i (fmt.size()); ++i) < bool last = i == static_cast(fmt.size()); char ch = fmt[i]; if (arg) < if (ch >= '0' && ch else < int num = 0; if (!buf.empty() && buf.length() < 10) num = atoi(buf.c_str()); if (num >= 1 && num (strs.size())) res += strs[num - 1]; else res += FORMAT_SYMBOL + buf; buf.clear(); if (ch != FORMAT_SYMBOL) < if (!last) res += ch; arg = false; >> > else < if (ch == FORMAT_SYMBOL) < arg = true; >else < if (!last) res += ch; >> > return res; > template inline std::string vtformat_impl(const std::string& fmt, std::vector& strs, Arg&& arg, Args&& . args) < strs.push_back(to_string(std::forward(arg))); return vtformat_impl(fmt, strs, std::forward(args) . ); > inline std::string vtformat(const std::string& fmt) < return fmt; >template inline std::string vtformat(const std::string& fmt, Arg&& arg, Args&& . args) < std::vectorstrs; return vtformat_impl(fmt, strs, std::forward(arg), std::forward(args) . ); >

std::cout std::ostream &operator <<(std::ostream &os, const std::vector&v) < os os std::vector v = ; std::cout