Параллельное и распределенное программирование на С++ - Хьюз Камерон

Для чтения данных из канала и записи данных в канал можно также испо л ьзовать семейство к л ассов fstream и функции-ч л ены read () и write ().

Доступ к анонимным каналам c использованием итератора ostream_iterator

Канал можно также испо л ьзовать с итераторами ostream_iterator и istream_ iterator, которые представляют собой обобщенные объектно-ориентированные указатели. Итератор ostream_iterator позволяет передавать через канал целые контейнеры (т.е. списки, векторы, множества, очереди и пр.). Без использования iostreamo6beKTOB и итератора ostream_iterator передача контейнеров объектов была бы очень громоздкой и подверженной ошибкам процедурой. Операции, которые доступны для классов ostream_iterator и istream_iterator, перечислены в табл. 11.4.

Рис.11.9. Взаимоотношения между объектами классов ifstream, ofstream, каналом и средствами вставки и извлечения при организации межпроцессного взаимодействия

Таблица»11.4. Операции, доступныедля классов ostream_iterator и istream_iterator

istream_iterator

а == b отношение эквивалентности

а != b отношение неэквивалентности

*a разыменовывание

++r инкремент (префиксная форма)

r++ инкремент (постфиксная форма)

ostream_iterator

++rинкремент (префиксная форма)

r++инкремент (постфиксная форма)

Обычно эти итераторы используются вместе с iostreams-классами и стандартными алгоритмами. Итератор ostream_iterator предназначен только для последовательно выполняемой записи. После доступа к некоторому элементу программист не может вернуться к нему опять, не повторив всю итерацию сначала. При использовании этих итераторов канал обрабатывается как последовательный контейнер. Это означает, что при связывании канала с iostreams-объектами посредством итератора ostream_iterator и файловых дескрипторов мы можем применить стандартный алгоритм обработки данных для ввода их из канала и вывода их в канал. Причина того, что эти итераторы можно использовать вместе с каналами, состоит в связи, которая существует между итераторами и iostreams-классами. На рис. 11.10 представлена диаграмма, отображающая отношения между итераторами ввода-вывода и iostreams-классами.

Рис. 11.10. Отношения между итераторами ввода-вывода и iostreams-классами

На рис. 11.10 также показано, как эти классы взаимодействуют с объектно-ориентированным каналом. Рассмотрим подробнее, как итератор ostream_iterator используется с объектом класса ostream. Если инкрементируется указатель, мы ожидаем, что он будет указывать на следующую область памяти. Если же инкрементируется итератор ostream_iterator, он переме щ ается на следующую позицию выходного потока. Присваивал значение разыменованному указателю, мы тем самым помещаем это значение в область, на которую он указывает. Присваивал значение итератору ostream_iterator, мы помещаем это значение в выходной поток. Если выходной поток связан с объектом cout, это значение отобразится на стандартном устройстве вывода. Мы можем объявить объект класса ostream_iterator следующим образом, ostream_iterator<int> X(cout, «n»);

Тогда X является объектом типа ostream_iterator. При выполнении операции инкремента X++; итератор X перейдет к слелую щ ей позиции выходного потока. А при выполнении этой инструкции присваивания

*X = Y;

значение Y будет отображено на стандартном устройстве вывода. Дело в том, что оператор присваивания "=" перегружен дл я использования объекта класса ostream. В результате объявления

ostream_iterator<int> X(cout, «n»);

будет создан объект X с использованием аргумента cout. Второй аргумент в конструкторе является разделителем, который автоматически будет размещаться после каждого int -значения, вставляемого в поток данных. Объявление итератора ostream_iterator выглядит следующим образом (листинг 11.22).

// Листинг 11.22. Объявление класса ostream_iterator

template <class _Tp> class ostream_iterator {

protected:

ostream* _M_stream;

const char* _M_string; public:

typedef output_iterator_tag iterator_category;

typedef void value_type;

typedef void difference_type;

typedef void pointer;

typedef void reference;

ostream_iterator(ostream& _s) : _M_stream(&_s),_M_string(0) {}

ostream_iterator(ostream& _s, const char* _с): _M_s tream (&_s) , _M_string (_с) { }

ostream_iterator<_Tp>& operator=(const _Tp& _value) {

*_M_stream << _value;

if (_M_string){

*_M_stream << _M_string;

return *this;

}

ostream_iterator<_Tp>& operator*() { return *this; }

ostream_iterator<_Tp>& operator++() { return *this; }

ostream_iterator<_Tp>& operator++(int) { return *this; }

};

Конструктор класса ostream_iterator принимает ссылку на объект класса ostream. Класс ostream_iterator находится с классом ostream в отношении агрегирования. Назначение класса istream_iterator прямо противоположно классу ostream_iterator. Он используется с объектами класса istream (а не с объектами класса ostream). Если объекты классов istream_iterator и ostream_iterator связаны с iostream-объектами, которые в свою очередь связаны с файловыми дескрипторами канала, то при каждом инкрементировании итератора типа istream_iterator из канала будут считываться данные, а при каждом инкрементировании итератора типа ostream_iterator в канал будут записываться данные. Чтобы продемонстрировать, как эти компоненты работают вместе, рассмотрим две программы (11.2 и 11.2.1), в которых используются анонимные каналы связи. Про-грамма11.2 представляет родительский процесс, а программа11.2.1— сыновний. В»родительской» части для создания сыновнего процесса используются системные функции fork() и execl (). При том, что файловые дескрипторы наследуются сыновним процессом, их значения незамедлительно становятся достоянием программы 11.2.1 благодаря вызовуфункции execl() .

// Программа 11.2

10 int main(int argc, char *argv[])

11 {

12

13 int Size,Pid,Status,Fdl[2],Fd2[2];

14 pipe(Fdl); pipe(Fd2);

15 strstream Buffer;

16 char Value[50];

17 float Data;

18 vector<float>X(5,2.1221), Y;

19 Buffer « Fdl[0] « ends;

20 Buffer » Value;

21 setenv(«Fdin»,Value,l);

22 Buffer.clear();

23 Buffer « Fd2[l] « ends;

24 Buffer » Value;

25 setenv(«Fdout»,Value,l);

26 Pid = fork();

27 if(Pid != 0){

28 ofstream OPipe;

29 OPipe.attach(Fdl[l] ) ,-

30 ostream_iterator<float> OPtr(OPipe,"n»);

31 OPipe « X.size() « endl;

32 copy(X.begin(),X.end(),OPtr);

33 OPipe « flush;

34 ifstream IPipe;

35 IPipe.attach(Fd2[0]);

36 IPipe » Size;

37 for(int N = 0; N < Size;N++)

38 {

39 IPi ре » Data;

40 Y.push_back(Data);

41 }

42 wait(&Status);

43 ostream_iterator<float> OPtr2(cout,"n»);

44 copy(Y.begin(),Y.end(),OPtr2);

45 OPipe.close();

46 IPipe.close();