一起学习Boost标准库--Boost.texical_cast&format库

系统管理员 2022-05-25 11:15 288阅读 0赞

今天接续介绍有关字符串表示相关的两个boost库：

*  lexical\_cast 将数值转换成字符串
 *  format 字符串输出格式化

首先，介绍下**lexical\_cast** ，闻其名，知其意。类似C中的*atoi* 函数，可以进行字符串与整数/浮点数之间的字面转换

# Boost::lexical\_cast库 #

## 前期准备 ##

lexical\_cast库位于boost命名空间下，使用需要引入头文件

#include <boost/lexical_cast.hpp>
    using namespace boost;

## 函数声明 ##

lexical\_cast使用类似C++标类型操作符的形式进行通用的语法，其声明如下：

// 1. 标准形式，转换数字和字符串
    template <typename Target, typename Source>
    inline Target lexical_cast(const Source &arg);
    
    // 2. 转换C字符串
    template <typename Target>
    inline Target lexical_cast(const char* chars, std::size_t count);
    inline Target lexical_cast(const unsigned char* chars, std::size_t count);
    inline Target lexical_cast(const signed char* chars, std::size_t count);
    inline Target lexical_cast(const wchar_t* chars, std::size_t count);
    inline Target lexical_cast(const char16_t* chars, std::size_t count);
    inline Target lexical_cast(const char32_t* chars, std::size_t count);

*  第一种形式有两个模版参数，*Target* 为需要转换的目标类型，通常是数字类型或者std::string，第二个参数*Source* 则不用写，可以通过函数参数推到出来，调用形式如下

lexical_cast<int>("123");
    lexical_cast<double>("234.123");
    lexical_cast<std::string>(567.789);

*  第二种形式主要用来处理C字符串，支持多种类型,只接受一个模板参数Target,指明转换后的目标类型，函数参数*chars* 和*count* 则标记了要转换的字符串范围

const char* double_str = "123.456";
    double d1 = lexical_cast<double>(double_str, strlen(double_str));

## 使用样例 ##

通过上文的介绍，您大概已经知道如何使用了，此处，我们就通过一个简单Demo来使用lexical\_cast库

#include <boost/lexical_cast.hpp>
    #include <iostream>
    #include <string>
    #include <iomanip>
    using namespace std;
    using namespace boost;
    
    int main()
    {
        int age = lexical_cast<int>("29");
        int money = lexical_cast<long>("10000000");
        float pai_f = lexical_cast<float>("3.1415926535");
        double pai_d = lexical_cast<double>("3.14159265358979323846264338324990", 20);
    
        cout << "age: " << age << endl
            << "money: " << money << endl
            << setiosflags(ios::fixed)
            << "pai_f: " << setprecision(8) << pai_f << endl
            << "pai_d: " << setprecision(16) << pai_d << endl;
    
    
        cout << lexical_cast<string>(age) << endl
            << lexical_cast<string>(money) << endl
            << lexical_cast<string>(pai_d) << endl;
    
        return 0;
    }

Output:

age: 29
    money: 10000000
    pai_f: 3.14159274
    pai_d: 3.1415926535897931
    29
    10000000
    3.1415926535897931

**注意：** 使用lexical\_cast时要注意，转换成数字的字符串中只能有数字和小数点，不能出现字母或其他非数字字符，同时也不支持高级的格式控制，如果要进行复杂的格式控制可以使用**std::stringstram** 和 **boost::format** (后面介绍该库)

## 错误处理 ##

当lexcial\_cast无法执行转换操作的时候会抛出异常**bad\_lexical\_cast** ,他是**std::bad\_cast** 的派生类，此处以上文中*注意* 来说明

try
        {
            int age = lexical_cast<int>("0x64");
            //int age = lexical_cast<int>("100L");
            //bool f = lexical_cast<bool>("false");
            cout << "age: " << age << endl;
        }
        catch (bad_lexical_cast &e)
        {
            cout << "cast error: " << e.what() << endl;
        }

Output:

cast error: bad lexical cast: source type value could not be interpreted as target

如果每次都通过异常捕获来处理，就比较麻烦了，还好lexical\_cast为我们想到了，再命名空间**boost::conversion** 提供方法*try\_lexical\_convert()* 函数来避免抛出异常，通过返回bool值来表示是否转换成功。具体使用如下：

using namespace boost::conversion;
    int x = 0;
    if (!try_lexical_convert<int>("0x64", x))
        cout << "convert failed" << endl;
    else
        cout << "x: " << x << endl;

# Boost.format库 #

C++标准库提供了强大的输入输出流处理，可以通过设置输出各种各样的格式，精度控制、填充、对齐等。但是唯一缺点就是太复杂了，真心记不住这么多，还是怀恋**printf()** 可以通过规定的样式输出想要的格式。虽然C++中可以继续使用**printf()** 但它缺乏类型安全检查等其他缺点，重点就是boost.format库实现了类似于**printf()** 的格式化对象，可以把参数格式化到一个字符串，而且是类型安全的，是一个header-only 的函数库，只要准备好头文件，不用预先编译就可以使用了,最主要的是用着还挺顺手。

## 前期准备 ##

format库位于boost命名空间中，需引入头文件：

#include <boost/format.hpp>
    using namespace boost;

## 类声明 ##

template <class Ch, 
            class Tr = BOOST_IO_STD char_traits<Ch>, class Alloc = std::allocator<Ch> >
        class basic_format;
    
    typedef basic_format<char >     format;
    
    template<class Ch, class Tr, class Alloc>
    class basic_format
    {
    public:
        explicit basic_format(const Ch* str = NULL);
        explicit basic_format(const string_type& s);
        basic_format(const basic_format& x);
        basic_format& operator= (const basic_format& x);
    
        basic_format& clear();       // 清空缓存
        basic_format& parse(const string_type&); // 重新格式化
    
        size_type   size() const;    // 获取字符串长度
        string_type str()  const;    // 获取格式化后的字符串
    
        template<class T>
        basic_format&   operator%(const T& x); //重载操作符%
    
        template<class Ch2, class Tr2, class Alloc2>
        friend std::basic_ostream<Ch2, Tr2> &
            operator<<(std::basic_ostream<Ch2, Tr2> &,
            const basic_format<Ch2, Tr2, Alloc2>&); //流输出
    }; // class basic_format

*  str： 返回format对象内部已经格式化号的字符串
 *  size ： 返回format对象格式化号的字符串长度，可以直接从str()返回的string.size()
 *  parse ：重新格式化，清空format对象内部缓存，改用一个新的格式化字符串，如果只是想清空缓存，则使用clear()，它把format对象恢复到初始化状态
 *  operator% ： 可以接受待格式化的任意参数，%输入的参数个数必须等于格式化字符串中要求的个数，过多或者过少都会抛出异常
 *  operator<<：重载流输入操作符，可以直接输出格式化好的字符串

不过要注意的是，透过operator%传给boost::format对象的变量是会储存在对象内部的，所以可以分批的传入变数；但是如果变量的数量不符合的话，在编译阶段虽然不会出现错误，可是到了执行阶段还是会让程序崩溃，所以在使用上必须小心一点。 不过，在有输出后，是可以再重新传入新的变量、重复使用同一个boost::format 对象的。

## 格式化语法 ##

format基本继承了printf的格式化语法，格式化选项以%开始，后面是格式规则

%［标志］［输出最少宽度］［．精度］［长度］类型

详细请参考[printf格式输出][printf]

除了支持printf格式化外，还新增了格式：

*  %|spec| ：与printf格式选项功能相同，但是两边增加竖线分隔，更好的区分格式化选项与普通字符
 *  %N% ：标记第N个参数，相当于占位符，不带任何其他格式化的选项

通过以下使用竖线分隔，更加清楚明了格式化参数

format fmt("%05d\n%-8.3f\n% 10s\n%05X\n");
    format fmt("%|05d|\n%|-8.3f|\n%| 10s|\n%|05X|\n");

## 使用样例 ##

#include <boost/format.hpp>
    #include <iostream>
    using namespace std;
    using namespace boost;
    
    int main()
    {
        cout << "-------------"<<endl;
        format fmt("%d + %d = %d");
        fmt % 2 % 3 % 5;
        cout << fmt.str() << endl;
    
        cout << "-------------"<<endl;
        format fmt2("%05d\n%-8.3f\n% 10s\n%05X\n");
        fmt2 % 123;
        fmt2 % 456.7;
        fmt2 %"boost" % 100;
        cout << fmt2 << endl;
    
        cout << "-------------"<<endl;
        cout << boost::format("x=%1%,  y=%2% ,z= %3%") % "format" % 40.2 % 134 << endl;
        cout << "-------------"<<endl;
        return 0;
    }

Output:

-------------
    2 + 3 = 5
    -------------
    00123
    456.700
         boost
    00064
    
    -------------
    x=format,  y=40.2 ,z= 134
    -------------

[printf]: http://www.cplusplus.com/reference/cstdio/printf/