二进制数据保存在std::string对象里，请通过封装std::iostream写一个BinaryStream 类，通过该类对外部的std::string对象进行二进制读写。要求：std::string对象里的二进制数据不要发生内存拷贝，BinaryStream类里的read、write函数要使用模板，并且只支持基本数据类型与std::string类型。用C++代码实现，哪位牛客帮解答一下？
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
using namespace std;
class BinaryStream {
private:
template <typename T>
friend BinaryStream& operator<<(BinaryStream& stream, T value);
template <typename T>
friend BinaryStream& operator>>(BinaryStream& stream, T& value);
iostream& iostream_;
string string_;
public:
BinaryStream(iostream& iostream) : iostream_(iostream) {}
template <typename T>
BinaryStream& read(T& value) {
ios_base::iostate state = iostream_.rdstate();
if (state == ios_base::goodbit) {
iostream_.read(reinterpret_cast<char*>(&value), sizeof(value));
return *this;
} else {
iostream_.setstate(ios_base::badbit);
return *this;
}
}
template <typename T>
BinaryStream& write(T value) {
ios_base::iostate state = iostream_.rdstate();
if (state == ios_base::goodbit) {
iostream_.write(reinterpret_cast<const char*>(&value), sizeof(value));
return *this;
} else {
iostream_.setstate(ios_base::badbit);
return *this;
}
}
template <typename T>
BinaryStream& read(string& value) {
value = string(read<char>(value), read<char>(value) + sizeof(value));
return *this;
}
template <typename T>
BinaryStream& write(string value) {
write<T>(value);
return *this;
}
};
template <typename T>
BinaryStream& BinaryStream::operator<<(BinaryStream& stream, T value) {
stream.write(reinterpret_cast<const char*>(&value), sizeof(value));
return stream;
}
template <typename T>
BinaryStream& BinaryStream::operator>>(BinaryStream& stream, T& value) {
stream.read(reinterpret_cast<char*>(&value), sizeof(value));
return stream;
}
int main() {
BinaryStream stream(stdin);
int value;
stream >> value;
cout << value;
return 0;
}
我可以使用以下步骤来实现BinaryStream类：
1.创建BinaryStream类并声明以下三个成员变量：std::string data（保存二进制数据的字符串），size_t index（当前读写位置）和size_t capacity（容量）。
2.创建BinaryStream类的构造函数并初始化上述成员变量。
3.实现BinaryStream类的write函数，该函数接受一个指向数据T的指针和一个size_t类型的数据长度n，将数据T写入二进制数据流中。
4.实现BinaryStream类的read函数，该函数接受一个指向数据T的指针和一个size_t类型的数据长度n，从二进制数据流中读取n个字节并将其存储在T中。
5.在write和read函数中使用memcpy函数对二进制数据进行读写操作，以避免内存拷贝。
6.在write和read函数中使用static_assert函数，仅支持基本数据类型和std::string类型。
下面是实现BinaryStream类的代码：
class BinaryStream {
private:
std::string data;
size_t index;
size_t capacity;
public:
BinaryStream(size_t capacity = 1024)
: data(capacity, 0), index(0), capacity(capacity) {}
template<typename T>
void write(const T* data, size_t n) {
static_assert(std::is_standard_layout<T>::value || std::is_same<T, std::string>::value, "unsupported data type");
if (index + n > capacity) {
capacity *= 2;
data.resize(capacity);
}
memcpy(&data[index], data, n * sizeof(T));
index += n * sizeof(T);
}
template<typename T>
void read(T* data, size_t n) {
static_assert(std::is_standard_layout<T>::value || std::is_same<T, std::string>::value, "unsupported data type");
memcpy(data, &data[index], n * sizeof(T));
index += n * sizeof(T);
}
};
在上述代码中，我们将write和read函数声明为模板函数，并使用static_assert函数来限制只支持基本数据类型和std::string类型。在write函数中，如果当前数据流空间不足，我们会将其容量扩大。在read函数中，我们从当前读写位置开始读取n个T类型数据，并将其存储在data指针所指向的空间中。
注意，为了避免内存拷贝，在write和read函数中使用了memcpy函数。
这样，我们就可以通过BinaryStream类对保存在std::string对象中的二进制数据进行读写操作，而无需进行内存拷贝。