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basic_ios及其衍生库(附 GCC libstdc++源代码)

article 2024/12/24 4:14:57

basic_ios及其衍生库(附 GCC libstdc++源代码)

我们由这张图展开我们的讨论

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对于Date对象，只有实现了<<重载到输出流才可以插入到stringstream ss中
现在我有疑问stringstream是怎么做到既能输出又能输入的？
而且为什么stringstream对象能传给ostream对象的引用？
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我们可以知道ostream是ostringstream的基类，由于父类引用能够接收子类对象，所以只要我们实现了自定义类型的operator<<，无论是ostream对象还是stringstream对象，我们都能够实现自定义类型的输出

下面我们将对ostream库，streambuf库，ofstream库，filebuf库，ostringstream库以及stringbuf库的源代码进行刨析，相信通过下面的讲解，你一定能够对c++的io有更深入的了解
两大收获：

理解了为什么cout比printf效率慢(因为printf是对系统调用的直接封装，而cout是更加上层的封装)
通过c++底层库对c语言struct FILE的封装，了解c++是在提出面向对象之后，对c语言的封装，这点将在filebuf库中提到。

cout本身就比printf效率慢，又因为流同步机制的存在，所以我们需要对std::cout进行优化
流同步是指 C++ 的标准流（如 std::cout）和 C 的标准流（如 printf）之间的缓冲区同步机制。它的目的是确保在同一个程序中同时使用 C 和 C++ 的输入输出函数时，数据能够按照预期顺序输出，不会发生混乱
注意：禁用同步后，若混用 std::cout 和 printf，输出顺序可能会出现问题。

#include <iostream>
#include <cstdio>

int main() {
    std::ios::sync_with_stdio(false); // 禁用同步

    std::cout << "C++ Output";
    printf("C Output");

    return 0;
}

输出可能是：
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libstdc++库

lbstdc++库通常都不会将一个类全部实现在一个文件中
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模板实例化分为两种

隐式实例化（默认行为）(即普通模板实例化，如ostream.tcc)
如果模板定义在头文件中，并被多个源文件包含，每个源文件都会为需要的类型生成模板实例化代码。
编译阶段：每个编译单元都会实例化模板。
链接阶段：链接器会去重，最终保留一份实例化代码。
缺点：编译时间较长，每个编译单元都要实例化同一模板。
显示模板实例化(如ostream-inst.cc)
在一个源文件中，显式告诉编译器为某个类型生成模板实例化代码，其他编译单元不再需要实例化该模板类型。避免每个编译单元重复实例化同一模板类型。
提高编译速度。
解决模板在不同编译单元中重复实例化的问题。

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