C++20新特性—格式化文本与串行化输出

最新推荐文章于 2025-11-07 01:48:13 发布

原创最新推荐文章于 2025-11-07 01:48:13 发布 · 1.5k 阅读

1 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#c++

C/C++ 专栏收录该内容

68 篇文章

订阅专栏

本文介绍了C++的新特性，包括std::format的格式化输出，允许占位符顺序与参数顺序不一致，支持命名参数，以及std::syncstream中的同步流buf和osyncstream，确保多线程输出时不发生数据竞争。示例展示了这些新功能的使用，强调了它们在并发输出场景中的优势。

text formatting

这一部分是对格式化输出的扩展，并增加了std:format一系列函数，感觉与C#相当类似(穿越了?)。对某一类型，其占位符（替换符）的格式如下：

{n:arg-id}

其中n代表后面参数的index，终于可以占位符的顺序与参数顺序不同了，也可以重复输出某参数了，n也可以是一个名字，绑定后面的参数，以实现命名参数输出，arg-id的规则比较复杂，与原先的format string类似。

以下是几个例子：

位置对应输出：print("I'd rather be {1} than {0}.\n", "right", "happy");
命名对应输出：print("Hello, {name}! The answer is {number}. Goodbye, {name}.\n",arg("name", name), arg("number", number));
print("Padding:\t{:05.2f} {:.2f} {:5.2f}\n", 1.5, 1.5, 1.5);
print("Decimal:\t{} {} {:06} {} {:0} {:+} {:d}\n", 1, 2, 3, 0, 0, 4, -1);
auto s6 = std::format("{:{}.{}f}", pi, 10, 5);     // s6 = "   3.14000" (width = 10, precision = 5)

【由于GCC10.2并无<format>，因此上述代码的编译还有待时日。】

其实最大的变化就是format string中占位符的数量和位置与后面参数的数量和位置不需要一定相同了。

上面std::format采用了变长模板参数，采用同样的方法，也可以写我们自己的format parser，用于自定义类型的输出。

Synchronized output

在新增的<syncstream>，定义了两个模板类std::basic_syncbuf和basic_osyncstream。std::basic_syncbuf实际上是对std::basic_streambuf再包装（实现上是共有继承std::basic_streambuf）。它内部有缓存区，具有两个特性：

搜集（暂存）输入，当flush或析构时，整体输出，这大概是它名字的由来；
向它输入时，数据不会发生“竞争”，即不同线程的输入字符串不会出现交叉（这种现象在std:cout上会发生）

一般我们使用两个特化的类syncbuf（即basic_syncbuf<char>）和wsyncbuf（即 basic_syncbuf<wchar_t>）
basic_osyncstream是对std::basic_syncbuf的再包装，我们一般使用的也是它的两个特化类：osyncstream（即basic_osyncstream<char>）和wosyncstream （即basic_osyncstream<wchar_t>）。

一个大致的示例如下，在线程1，2中同时输出一段文字：

 std::thread th1([](){
std::osyncstream synced_out(std::cout); 
    synced_out << "Hello, World!, \n”<<”This is a demonstration of osyncstream\n”;}
std::thread th2([](){
std::osyncstream synced_out(std::cout); 
    synced_out << "Hello, World!, \n”<<”This is a demonstration of osyncstream\n”;}

如果直接采用std::cout，在最终的显示结果中，它们很有可能出现文字交叠，即发生了数据同一资源（std::cout）上的竞争，而采用了std::osyncstream后，就不会发生了。

【由于GCC10.2没有对<syncstream>的支持，上面示例目前还不能运行。】