Как я могу составить выходные потоки, чтобы вывод шел в нескольких местах одновременно?

Question

Я хотел бы объединить два (или более) потока в один. Моя цель состоит в том, чтобы любой вывод, направленный на cout, cerr и clog, также выводился в файл вместе с исходным потоком. (Например, когда что-то записывается на консоль. После закрытия я бы хотел вернуться и просмотреть вывод.)

Я думал сделать что-то вроде этого:

class stream_compose : public streambuf, private boost::noncopyable
{
public:
    // take two streams, save them in stream_holder,
    // this set their buffers to `this`.
    stream_compose;

    // implement the streambuf interface, routing to both
    // ...

private:
    // saves the streambuf of an ios class,
    // upon destruction restores it, provides
    // accessor to saved stream
    class stream_holder;

    stream_holder mStreamA;
    stream_holder mStreamB;
};

Что кажется достаточно простым. Тогда вызов в main будет примерно таким:

// anything that goes to cout goes to both cout and the file
stream_compose coutToFile(std::cout, theFile);
// and so on

Я также посмотрел на boost::iostreams, но не увидел ничего связанного.

Есть ли другие лучшие / более простые способы сделать это?

Answer 1

У вас есть правильный дизайн - если вы хотите сделать это исключительно в stdlib.

Одна вещь: вместо того, чтобы обращаться к каждому потоковому буферу на каждом выходе, реализуйте его, чтобы использовать ту же область размещения, что и для одного из указанных потоковых буферов, и копировать другим при переполнении и синхронизации. Это минимизирует виртуальные вызовы, что является одной из целей работы streambufs.

В качестве альтернативы, и если вы хотите обрабатывать только stdout & stderr (что является обычным), запустите вашу программу через стандартную программу Unix tee (или аналог на вашей платформе), либо сделав это самостоятельно при вызове программы или в программе путем разветвления, настройки потоков и т. д.

Редактировать: Вы заставили меня задуматься, и я должен знать, как сделать это правильно. Вот мое первое приближение . (Когда это сломается, вы можете сохранить обе части.)

#ifndef INCLUDE_GUARD_A629F54A136C49C9938CB33EF8EDE676
#define INCLUDE_GUARD_A629F54A136C49C9938CB33EF8EDE676

#include <cassert>
#include <cstring>
#include <streambuf>
#include <map>
#include <vector>

template<class CharT, class Traits=std::char_traits<CharT> >
struct basic_streamtee : std::basic_streambuf<CharT, Traits> {
    typedef std::basic_ios<CharT, Traits> Stream;
    typedef std::basic_streambuf<CharT, Traits> StreamBuf;

    typedef typename StreamBuf::char_type char_type;
    typedef typename StreamBuf::traits_type traits_type;
    typedef typename StreamBuf::int_type int_type;
    typedef typename StreamBuf::pos_type pos_type;
    typedef typename StreamBuf::off_type off_type;

    basic_streamtee() : _key_buf(0) {}
    basic_streamtee(Stream& a, Stream& b) : _key_buf(0) {
        this->pubimbue(a.rdbuf()->getloc());
        _set_key_buf(a.rdbuf());
        insert(a);
        insert(b);
    }
    ~basic_streamtee() {
        sync();
        for (typename std::map<Stream*, StreamBuf*>::iterator i = _bufs.begin();
             i != _bufs.end();
             ++i)
        {
            StreamBuf* old = i->first->rdbuf(i->second);
            if (old != this) {
                old->pubsync();
            }
        }
    }

    // add this functionality?
    // streambufs would be unconnected with a stream
    // easy to do by changing _bufs to a multimap
    // and using null pointers for the keys
    //void insert(StreamBuf* buf);
    //void remove(StreamBuf* buf);

    void insert(Stream& s) {
        sync();
        if (!_bufs.count(&s)) {
            if (!_key_buf) {
                _set_key_buf(s.rdbuf());
            }
            _bufs[&s] = s.rdbuf(this);
        }
    }
    void remove(Stream& s) {
        sync();
        typename std::map<Stream*, StreamBuf*>::iterator i = _bufs.find(&s);
        if (i != _bufs.end()) {
            StreamBuf* old = i->second;
            i->first->rdbuf(i->second);
            _bufs.erase(i);

            if (old == _key_buf) {
                _set_key_buf(_bufs.empty() ? 0 : _bufs.begin()->second);
            }
        }
    }

private:
    basic_streamtee(basic_streamtee const&); // not defined
    basic_streamtee& operator=(basic_streamtee const&); // not defined

    StreamBuf* _key_buf;
    std::map<Stream*, StreamBuf*> _bufs;

    void _set_key_buf(StreamBuf* p) {
        //NOTE: does not sync, requires synced already
        _key_buf = p;
        _update_put_area();
    }
    void _update_put_area() {
        //NOTE: does not sync, requires synced already
        if (!_key_buf) {
            this->setp(0, 0);
        }
        else {
            this->setp((_key_buf->*&basic_streamtee::pbase)(),
                       (_key_buf->*&basic_streamtee::epptr)());
        }
    }


#define FOREACH_BUF(var) \
for (typename std::map<Stream*, StreamBuf*>::iterator var = _bufs.begin(); \
var != _bufs.end(); ++var)


    // 27.5.2.4.1 Locales
    virtual void imbue(std::locale const& loc) {
        FOREACH_BUF(iter) {
            iter->second->pubimbue(loc);
        }
    }


    // 27.5.2.4.2 Buffer management and positioning
    //virtual StreamBuf* setbuf(char_type* s, std::streamsize n); // not required
    //virtual pos_type seekoff(off_type off, std::ios_base::seekdir way,
    //                         std::ios_base::openmode which); // not required
    //virtual pos_type seekpos(pos_type sp, std::ios_base::openmode which); // not required
    virtual int sync() {
        if (!_key_buf) {
            return -1;
        }
        char_type* data = this->pbase();
        std::streamsize n = this->pptr() - data;
        (_key_buf->*&basic_streamtee::pbump)(n);
        FOREACH_BUF(iter) {
            StreamBuf* buf = iter->second;
            if (buf != _key_buf) {
                buf->sputn(data, n); //BUG: ignores put errors
                buf->pubsync(); //BUG: ignroes errors
            }
        }
        _key_buf->pubsync(); //BUG: ignores errors
        _update_put_area();
        return 0;
    }


    // 27.5.2.4.3 Get area
    // ignore input completely, teeing doesn't make sense
    //virtual std::streamsize showmanyc();
    //virtual std::streamsize xsgetn(char_type* s, std::streamsize n);
    //virtual int_type underflow();
    //virtual int_type uflow();


    // 27.5.2.4.4 Putback
    // ignore input completely, teeing doesn't make sense
    //virtual int_type pbackfail(int_type c);


    // 27.5.2.4.5 Put area
    virtual std::streamsize xsputn(char_type const* s, std::streamsize n) {
        assert(n >= 0);
        if (!_key_buf) {
            return 0;
        }

        // available room in put area? delay sync if so
        if (this->epptr() - this->pptr() < n) {
            sync();
        }
        // enough room now?
        if (this->epptr() - this->pptr() >= n) {
            std::memcpy(this->pptr(), s, n);
            this->pbump(n);
        }
        else {
            FOREACH_BUF(iter) {
                iter->second->sputn(s, n);
                //BUG: ignores put errors
            }
            _update_put_area();
        }
        return n;
    }
    virtual int_type overflow(int_type c) {
        bool const c_is_eof = traits_type::eq_int_type(c, traits_type::eof());
        int_type const success = c_is_eof ? traits_type::not_eof(c) : c;
        sync();
        if (!c_is_eof) {
            char_type cc = traits_type::to_char_type(c);
            xsputn(&cc, 1);
            //BUG: ignores put errors
        }
        return success;
    }

#undef FOREACH_BUF
};

typedef basic_streamtee<char> streamtee;
typedef basic_streamtee<wchar_t> wstreamtee;

#endif

Теперь этот тест далек от завершения, но, похоже, он работает:

#include "streamtee.hpp"

#include <cassert>
#include <iostream>
#include <sstream>

int main() {
    using namespace std;
    {
        ostringstream a, b;
        streamtee tee(a, b);
        a << 42;
        assert(a.str() == "42");
        assert(b.str() == "42");
    }
    {
        ostringstream a, b;
        streamtee tee(cout, a);
        tee.insert(b);
        a << 42 << '\n';
        assert(a.str() == "42\n");
        assert(b.str() == "42\n");
    }
    return 0;
}

Положите его вместе с файлом:

#include "streamtee.hpp"

#include <iostream>
#include <fstream>

struct FileTee {
  FileTee(std::ostream& stream, char const* filename)
  : file(filename), buf(file, stream)
  {}

  std::ofstream file;
  streamtee buf;
};

int main() {
  using namespace std;

  FileTee out(cout, "stdout.txt");
  FileTee err(clog, "stderr.txt");
  streambuf* old_cerr = cerr.rdbuf(&err.buf);

  cout << "stdout\n";
  clog << "stderr\n";

  cerr.rdbuf(old_cerr);
  // watch exception safety

  return 0;
}

Answer 2

Вы упоминаете, что ничего не нашли в Boost.IOStreams. Вы рассматривали tee_device ?

Answer 3

Я бы написал собственный буфер потоков, который просто перенаправляет данные в буферы всех ваших связанных потоков.

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <functional>

class ComposeStream: public std::ostream
{
    struct ComposeBuffer: public std::streambuf
    {
        void addBuffer(std::streambuf* buf)
        {
            bufs.push_back(buf);
        }
        virtual int overflow(int c)
        {
            std::for_each(bufs.begin(),bufs.end(),std::bind2nd(std::mem_fun(&std::streambuf::sputc),c));
            return c;
        }

        private:
            std::vector<std::streambuf*>    bufs;

    };  
    ComposeBuffer myBuffer;
    public: 
        ComposeStream()
            :std::ostream(NULL)
        {
            std::ostream::rdbuf(&myBuffer);
        }   
        void linkStream(std::ostream& out)
        {
            out.flush();
            myBuffer.addBuffer(out.rdbuf());
        }
};
int main()
{
    ComposeStream   out;
    out.linkStream(std::cout);
    out << "To std::cout\n";

    out.linkStream(std::clog);
    out << "To: std::cout and std::clog\n";

    std::ofstream   file("Plop");
    out.linkStream(file);
    out << "To all three locations\n";
}