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是否有(跨平台)方法从 C++ std::fstream 获取 C FILE* 句柄?

我问的原因是因为我的 C++ 库接受 fstreams 并且在一个特定的函数中我想使用一个接受 FILE* 的 C 库。

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最简洁的答案是不。

原因,是因为std::fstream不需要使用 aFILE*作为其实现的一部分。因此,即使您设法从对象中提取文件描述符std::fstream并手动构建 FILE 对象,您也会遇到其他问题,因为您现在将有两个缓冲对象写入同一个文件描述符。

真正的问题是为什么要将std::fstream对象转换为FILE*

虽然我不推荐,但你可以试试看funopen()
不幸的是,这不是POSIX API(它是 BSD 扩展),因此它的可移植性存在问题。这也可能是为什么我找不到任何人std::stream用这样的对象包裹 a 的原因。

FILE *funopen(
              const void *cookie,
              int    (*readfn )(void *, char *, int),
              int    (*writefn)(void *, const char *, int),
              fpos_t (*seekfn) (void *, fpos_t, int),
              int    (*closefn)(void *)
             );

这允许您构建一个FILE对象并指定一些将用于执行实际工作的函数。std::fstream如果您编写适当的函数,您可以让它们从实际打开文件的对象中读取。

于 2008-09-20T21:43:45.680 回答
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没有标准化的方法。我认为这是因为 C++ 标准化小组不想假设文件句柄可以表示为 fd。

大多数平台似乎确实提供了一些非标准的方式来做到这一点。

http://www.ginac.de/~kreckel/fileno/提供了很好的情况记录,并提供了隐藏所有平台特定粗略的代码,至少对于 GCC 而言。考虑到这只是在 GCC 上的严重程度,我想如果可能的话,我会避免一起做这件事。

于 2008-09-20T21:53:40.397 回答
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更新:请参阅@Jettatura,我认为这是最好的答案https://stackoverflow.com/a/33612982/225186(仅限 Linux?)。

原来的:

(可能不是跨平台,但很简单)

在http://www.ginac.de/~kreckel/fileno/ (dvorak 答案)中简化 hack ,并查看这个 gcc 扩展http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.6.2/libstdc++/ api/a00069.html#a59f78806603c619eafcd4537c920f859,我有这个适用于GCC(至少4.8)和clang(至少3.3)的解决方案

#include<fstream>
#include<ext/stdio_filebuf.h>

typedef std::basic_ofstream<char>::__filebuf_type buffer_t;
typedef __gnu_cxx::stdio_filebuf<char>            io_buffer_t; 
FILE* cfile_impl(buffer_t* const fb){
    return (static_cast<io_buffer_t* const>(fb))->file(); //type std::__c_file
}

FILE* cfile(std::ofstream const& ofs){return cfile_impl(ofs.rdbuf());}
FILE* cfile(std::ifstream const& ifs){return cfile_impl(ifs.rdbuf());}

并且可以使用这个,

int main(){
    std::ofstream ofs("file.txt");
    fprintf(cfile(ofs), "sample1");
    fflush(cfile(ofs)); // ofs << std::flush; doesn't help 
    ofs << "sample2\n";
}

限制:(欢迎评论)

  1. 我发现打印到fflush之后很重要,否则在上面的示例中,“sample2”出现在“sample1”之前。我不知道是否有比使用. 显然没有帮助。fprintfstd::ofstreamfflushofs << flush

  2. 无法从中提取 FILE* std::stringstream,我什至不知道是否可能。(请参阅下面的更新)。

  3. 我仍然不知道如何stderrstd::cerr等中提取 C,例如fprintf(stderr, "sample")在这样的假设代码中使用 in fprintf(cfile(std::cerr), "sample")

关于最后一个限制,我发现的唯一解决方法是添加这些重载:

FILE* cfile(std::ostream const& os){
    if(std::ofstream const* ofsP = dynamic_cast<std::ofstream const*>(&os)) return cfile(*ofsP);
    if(&os == &std::cerr) return stderr;
    if(&os == &std::cout) return stdout;
    if(&os == &std::clog) return stderr;
    if(dynamic_cast<std::ostringstream const*>(&os) != 0){
       throw std::runtime_error("don't know cannot extract FILE pointer from std::ostringstream");
    }
    return 0; // stream not recognized
}
FILE* cfile(std::istream const& is){
    if(std::ifstream const* ifsP = dynamic_cast<std::ifstream const*>(&is)) return cfile(*ifsP);
    if(&is == &std::cin) return stdin;
    if(dynamic_cast<std::ostringstream const*>(&is) != 0){
        throw std::runtime_error("don't know how to extract FILE pointer from std::istringstream");
    }
    return 0; // stream not recognized
}

尝试处理iostringstream

可以使用fscanffrom istreamusing进行读取fmemopen,但如果想要结合 C-reads 和 C++-reads,则需要在每次读取后大量保存和更新流的输入位置。我无法将其转换为上述cfile函数。(也许每次阅读后都会不断更新的cfile 课程是要走的路)。

// hack to access the protected member of istreambuf that know the current position
char* access_gptr(std::basic_streambuf<char, std::char_traits<char>>& bs){
    struct access_class : std::basic_streambuf<char, std::char_traits<char>>{
        char* access_gptr() const{return this->gptr();}
    };
    return ((access_class*)(&bs))->access_gptr();
}

int main(){
    std::istringstream iss("11 22 33");
    // read the C++ way
    int j1; iss >> j1;
    std::cout << j1 << std::endl;

    // read the C way
    float j2;

    char* buf = access_gptr(*iss.rdbuf()); // get current position
    size_t buf_size = iss.rdbuf()->in_avail(); // get remaining characters
    FILE* file = fmemopen(buf, buf_size, "r"); // open buffer memory as FILE*
    fscanf(file, "%f", &j2); // finally!
    iss.rdbuf()->pubseekoff(ftell(file), iss.cur, iss.in); // update input stream position from current FILE position.

    std::cout << "j2 = " << j2 << std::endl;

    // read again the C++ way
    int j3; iss >> j3;
    std::cout << "j3 = " << j3 << std::endl;
}
于 2013-11-03T01:48:42.827 回答
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好吧,你可以得到文件描述符——我忘记了方法是fd()还是getfd()。 我使用的实现提供了这样的方法,但我相信语言标准不需要它们 - 标准不应该关心您的平台是否使用 fd 文件。

由此,您可以使用 fdopen(fd, mode) 来获取 FILE*。

但是,我认为标准所需的同步 STDIN/cin、STDOUT/cout 和 STDERR/cerr 的机制不必对您可见。因此,如果您同时使用 fstream 和 FILE*,缓冲可能会搞砸。

此外,如果 fstream 或 FILE 关闭,它们可能会关闭底层 fd,因此您需要确保在关闭任何一个之前都刷新两者。

于 2008-09-20T21:26:56.953 回答
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在单线程 POSIX 应用程序中,您可以轻松地以可移植方式获取 fd 编号:

int fd = dup(0);
close(fd);
// POSIX requires the next opened file descriptor to be fd.
std::fstream file(...);
// now fd has been opened again and is owned by file

如果此代码与打开文件描述符的其他线程竞争,则此方法会在多线程应用程序中中断。

于 2014-11-04T23:03:02.797 回答
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在 Linux 中执行此操作的另一种方法:

#include <stdio.h>
#include <cassert>

template<class STREAM>
struct STDIOAdapter
{
    static FILE* yield(STREAM* stream)
    {
        assert(stream != NULL);

        static cookie_io_functions_t Cookies =
        {
            .read  = NULL,
            .write = cookieWrite,
            .seek  = NULL,
            .close = cookieClose
        };

        return fopencookie(stream, "w", Cookies);
    }

    ssize_t static cookieWrite(void* cookie,
        const char* buf,
        size_t size)
    {
        if(cookie == NULL)
            return -1;

        STREAM* writer = static_cast <STREAM*>(cookie);

        writer->write(buf, size);

        return size;
    }

    int static cookieClose(void* cookie)
    {
         return EOF;
    }
}; // STDIOAdapter

用法,例如:

#include <boost/iostreams/filtering_stream.hpp>
#include <boost/iostreams/filter/bzip2.hpp>
#include <boost/iostreams/device/file.hpp>

using namespace boost::iostreams;

int main()
{   
    filtering_ostream out;
    out.push(boost::iostreams::bzip2_compressor());
    out.push(file_sink("my_file.txt"));

    FILE* fp = STDIOAdapter<filtering_ostream>::yield(&out);
    assert(fp > 0);

    fputs("Was up, Man", fp);

    fflush (fp);

    fclose(fp);

    return 1;
}
于 2015-11-09T15:52:59.660 回答
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有一种方法可以从中获取文件描述符fstream,然后将其转换为FILE*(通过fdopen)。就我个人而言,我没有看到任何需要FILE*,但使用文件描述符,您可以做许多有趣的事情,例如重定向 ( dup2)。

解决方案:

#define private public
#define protected public
#include <fstream>
#undef private
#undef protected

std::ifstream file("some file");
auto fno = file._M_filebuf._M_file.fd();

最后一个字符串适用于 libstdc++。如果您使用的是其他库,则需要对其进行一些逆向工程。

这个技巧很脏,会暴露 fstream 的所有私有和公共成员。如果您想在您的生产代码中使用它,我建议您创建单独的.cpp.h单一的功能int getFdFromFstream(std::basic_ios<char>& fstr);。头文件不能包含 fstream。

于 2017-06-15T21:46:27.250 回答