* gcc.dg/attr-alloc_size-11.c: UnXFAIL for visium-*-*.
[official-gcc.git] / libstdc++-v3 / include / std / ostream
blobf7cab03c84125056a48e28882f9d1b1793ec202c
1 // Output streams -*- C++ -*-
3 // Copyright (C) 1997-2017 Free Software Foundation, Inc.
4 //
5 // This file is part of the GNU ISO C++ Library.  This library is free
6 // software; you can redistribute it and/or modify it under the
7 // terms of the GNU General Public License as published by the
8 // Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
9 // any later version.
11 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
12 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14 // GNU General Public License for more details.
16 // Under Section 7 of GPL version 3, you are granted additional
17 // permissions described in the GCC Runtime Library Exception, version
18 // 3.1, as published by the Free Software Foundation.
20 // You should have received a copy of the GNU General Public License and
21 // a copy of the GCC Runtime Library Exception along with this program;
22 // see the files COPYING3 and COPYING.RUNTIME respectively.  If not, see
23 // <http://www.gnu.org/licenses/>.
25 /** @file include/ostream
26  *  This is a Standard C++ Library header.
27  */
30 // ISO C++ 14882: 27.6.2  Output streams
33 #ifndef _GLIBCXX_OSTREAM
34 #define _GLIBCXX_OSTREAM 1
36 #pragma GCC system_header
38 #include <ios>
39 #include <bits/ostream_insert.h>
41 namespace std _GLIBCXX_VISIBILITY(default)
43 _GLIBCXX_BEGIN_NAMESPACE_VERSION
45   /**
46    *  @brief  Template class basic_ostream.
47    *  @ingroup io
48    *
49    *  @tparam _CharT  Type of character stream.
50    *  @tparam _Traits  Traits for character type, defaults to
51    *                   char_traits<_CharT>.
52    *
53    *  This is the base class for all output streams.  It provides text
54    *  formatting of all builtin types, and communicates with any class
55    *  derived from basic_streambuf to do the actual output.
56   */
57   template<typename _CharT, typename _Traits>
58     class basic_ostream : virtual public basic_ios<_CharT, _Traits>
59     {
60     public:
61       // Types (inherited from basic_ios):
62       typedef _CharT                                    char_type;
63       typedef typename _Traits::int_type                int_type;
64       typedef typename _Traits::pos_type                pos_type;
65       typedef typename _Traits::off_type                off_type;
66       typedef _Traits                                   traits_type;
68       // Non-standard Types:
69       typedef basic_streambuf<_CharT, _Traits>          __streambuf_type;
70       typedef basic_ios<_CharT, _Traits>                __ios_type;
71       typedef basic_ostream<_CharT, _Traits>            __ostream_type;
72       typedef num_put<_CharT, ostreambuf_iterator<_CharT, _Traits> >
73                                                         __num_put_type;
74       typedef ctype<_CharT>                             __ctype_type;
76       /**
77        *  @brief  Base constructor.
78        *
79        *  This ctor is almost never called by the user directly, rather from
80        *  derived classes' initialization lists, which pass a pointer to
81        *  their own stream buffer.
82       */
83       explicit
84       basic_ostream(__streambuf_type* __sb)
85       { this->init(__sb); }
87       /**
88        *  @brief  Base destructor.
89        *
90        *  This does very little apart from providing a virtual base dtor.
91       */
92       virtual
93       ~basic_ostream() { }
95       /// Safe prefix/suffix operations.
96       class sentry;
97       friend class sentry;
99       //@{
100       /**
101        *  @brief  Interface for manipulators.
102        *
103        *  Manipulators such as @c std::endl and @c std::hex use these
104        *  functions in constructs like "std::cout << std::endl".  For more
105        *  information, see the iomanip header.
106       */
107       __ostream_type&
108       operator<<(__ostream_type& (*__pf)(__ostream_type&))
109       {
110         // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
111         // DR 60. What is a formatted input function?
112         // The inserters for manipulators are *not* formatted output functions.
113         return __pf(*this);
114       }
116       __ostream_type&
117       operator<<(__ios_type& (*__pf)(__ios_type&))
118       {
119         // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
120         // DR 60. What is a formatted input function?
121         // The inserters for manipulators are *not* formatted output functions.
122         __pf(*this);
123         return *this;
124       }
126       __ostream_type&
127       operator<<(ios_base& (*__pf) (ios_base&))
128       {
129         // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
130         // DR 60. What is a formatted input function?
131         // The inserters for manipulators are *not* formatted output functions.
132         __pf(*this);
133         return *this;
134       }
135       //@}
137       //@{
138       /**
139        *  @name Inserters
140        *
141        *  All the @c operator<< functions (aka <em>formatted output
142        *  functions</em>) have some common behavior.  Each starts by
143        *  constructing a temporary object of type std::basic_ostream::sentry.
144        *  This can have several effects, concluding with the setting of a
145        *  status flag; see the sentry documentation for more.
146        *
147        *  If the sentry status is good, the function tries to generate
148        *  whatever data is appropriate for the type of the argument.
149        *
150        *  If an exception is thrown during insertion, ios_base::badbit
151        *  will be turned on in the stream's error state without causing an
152        *  ios_base::failure to be thrown.  The original exception will then
153        *  be rethrown.
154       */
156       //@{
157       /**
158        *  @brief Integer arithmetic inserters
159        *  @param  __n A variable of builtin integral type.
160        *  @return  @c *this if successful
161        *
162        *  These functions use the stream's current locale (specifically, the
163        *  @c num_get facet) to perform numeric formatting.
164       */
165       __ostream_type&
166       operator<<(long __n)
167       { return _M_insert(__n); }
169       __ostream_type&
170       operator<<(unsigned long __n)
171       { return _M_insert(__n); }
173       __ostream_type&
174       operator<<(bool __n)
175       { return _M_insert(__n); }
177       __ostream_type&
178       operator<<(short __n);
180       __ostream_type&
181       operator<<(unsigned short __n)
182       {
183         // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
184         // 117. basic_ostream uses nonexistent num_put member functions.
185         return _M_insert(static_cast<unsigned long>(__n));
186       }
188       __ostream_type&
189       operator<<(int __n);
191       __ostream_type&
192       operator<<(unsigned int __n)
193       {
194         // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
195         // 117. basic_ostream uses nonexistent num_put member functions.
196         return _M_insert(static_cast<unsigned long>(__n));
197       }
199 #ifdef _GLIBCXX_USE_LONG_LONG
200       __ostream_type&
201       operator<<(long long __n)
202       { return _M_insert(__n); }
204       __ostream_type&
205       operator<<(unsigned long long __n)
206       { return _M_insert(__n); }
207 #endif
208       //@}
210       //@{
211       /**
212        *  @brief  Floating point arithmetic inserters
213        *  @param  __f A variable of builtin floating point type.
214        *  @return  @c *this if successful
215        *
216        *  These functions use the stream's current locale (specifically, the
217        *  @c num_get facet) to perform numeric formatting.
218       */
219       __ostream_type&
220       operator<<(double __f)
221       { return _M_insert(__f); }
223       __ostream_type&
224       operator<<(float __f)
225       {
226         // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
227         // 117. basic_ostream uses nonexistent num_put member functions.
228         return _M_insert(static_cast<double>(__f));
229       }
231       __ostream_type&
232       operator<<(long double __f)
233       { return _M_insert(__f); }
234       //@}
236       /**
237        *  @brief  Pointer arithmetic inserters
238        *  @param  __p A variable of pointer type.
239        *  @return  @c *this if successful
240        *
241        *  These functions use the stream's current locale (specifically, the
242        *  @c num_get facet) to perform numeric formatting.
243       */
244       __ostream_type&
245       operator<<(const void* __p)
246       { return _M_insert(__p); }
248       /**
249        *  @brief  Extracting from another streambuf.
250        *  @param  __sb  A pointer to a streambuf
251        *
252        *  This function behaves like one of the basic arithmetic extractors,
253        *  in that it also constructs a sentry object and has the same error
254        *  handling behavior.
255        *
256        *  If @p __sb is NULL, the stream will set failbit in its error state.
257        *
258        *  Characters are extracted from @p __sb and inserted into @c *this
259        *  until one of the following occurs:
260        *
261        *  - the input stream reaches end-of-file,
262        *  - insertion into the output sequence fails (in this case, the
263        *    character that would have been inserted is not extracted), or
264        *  - an exception occurs while getting a character from @p __sb, which
265        *    sets failbit in the error state
266        *
267        *  If the function inserts no characters, failbit is set.
268       */
269       __ostream_type&
270       operator<<(__streambuf_type* __sb);
271       //@}
273       //@{
274       /**
275        *  @name Unformatted Output Functions
276        *
277        *  All the unformatted output functions have some common behavior.
278        *  Each starts by constructing a temporary object of type
279        *  std::basic_ostream::sentry.  This has several effects, concluding
280        *  with the setting of a status flag; see the sentry documentation
281        *  for more.
282        *
283        *  If the sentry status is good, the function tries to generate
284        *  whatever data is appropriate for the type of the argument.
285        *
286        *  If an exception is thrown during insertion, ios_base::badbit
287        *  will be turned on in the stream's error state.  If badbit is on in
288        *  the stream's exceptions mask, the exception will be rethrown
289        *  without completing its actions.
290       */
292       /**
293        *  @brief  Simple insertion.
294        *  @param  __c  The character to insert.
295        *  @return  *this
296        *
297        *  Tries to insert @p __c.
298        *
299        *  @note  This function is not overloaded on signed char and
300        *         unsigned char.
301       */
302       __ostream_type&
303       put(char_type __c);
305       /**
306        *  @brief  Core write functionality, without sentry.
307        *  @param  __s  The array to insert.
308        *  @param  __n  Maximum number of characters to insert.
309       */
310       void
311       _M_write(const char_type* __s, streamsize __n)
312       {
313         const streamsize __put = this->rdbuf()->sputn(__s, __n);
314         if (__put != __n)
315           this->setstate(ios_base::badbit);
316       }
318       /**
319        *  @brief  Character string insertion.
320        *  @param  __s  The array to insert.
321        *  @param  __n  Maximum number of characters to insert.
322        *  @return  *this
323        *
324        *  Characters are copied from @p __s and inserted into the stream until
325        *  one of the following happens:
326        *
327        *  - @p __n characters are inserted
328        *  - inserting into the output sequence fails (in this case, badbit
329        *    will be set in the stream's error state)
330        *
331        *  @note  This function is not overloaded on signed char and
332        *         unsigned char.
333       */
334       __ostream_type&
335       write(const char_type* __s, streamsize __n);
336       //@}
338       /**
339        *  @brief  Synchronizing the stream buffer.
340        *  @return  *this
341        *
342        *  If @c rdbuf() is a null pointer, changes nothing.
343        *
344        *  Otherwise, calls @c rdbuf()->pubsync(), and if that returns -1,
345        *  sets badbit.
346       */
347       __ostream_type&
348       flush();
350       /**
351        *  @brief  Getting the current write position.
352        *  @return  A file position object.
353        *
354        *  If @c fail() is not false, returns @c pos_type(-1) to indicate
355        *  failure.  Otherwise returns @c rdbuf()->pubseekoff(0,cur,out).
356       */
357       pos_type
358       tellp();
360       /**
361        *  @brief  Changing the current write position.
362        *  @param  __pos  A file position object.
363        *  @return  *this
364        *
365        *  If @c fail() is not true, calls @c rdbuf()->pubseekpos(pos).  If
366        *  that function fails, sets failbit.
367       */
368       __ostream_type&
369       seekp(pos_type);
371       /**
372        *  @brief  Changing the current write position.
373        *  @param  __off  A file offset object.
374        *  @param  __dir  The direction in which to seek.
375        *  @return  *this
376        *
377        *  If @c fail() is not true, calls @c rdbuf()->pubseekoff(off,dir).
378        *  If that function fails, sets failbit.
379       */
380        __ostream_type&
381       seekp(off_type, ios_base::seekdir);
383     protected:
384       basic_ostream()
385       { this->init(0); }
387 #if __cplusplus >= 201103L
388       // Non-standard constructor that does not call init()
389       basic_ostream(basic_iostream<_CharT, _Traits>&) { }
391       basic_ostream(const basic_ostream&) = delete;
393       basic_ostream(basic_ostream&& __rhs)
394       : __ios_type()
395       { __ios_type::move(__rhs); }
397       // 27.7.3.3 Assign/swap
399       basic_ostream& operator=(const basic_ostream&) = delete;
401       basic_ostream&
402       operator=(basic_ostream&& __rhs)
403       {
404         swap(__rhs);
405         return *this;
406       }
408       void
409       swap(basic_ostream& __rhs)
410       { __ios_type::swap(__rhs); }
411 #endif
413       template<typename _ValueT>
414         __ostream_type&
415         _M_insert(_ValueT __v);
416     };
418   /**
419    *  @brief  Performs setup work for output streams.
420    *
421    *  Objects of this class are created before all of the standard
422    *  inserters are run.  It is responsible for <em>exception-safe prefix and
423    *  suffix operations</em>.
424   */
425   template <typename _CharT, typename _Traits>
426     class basic_ostream<_CharT, _Traits>::sentry
427     {
428       // Data Members.
429       bool                              _M_ok;
430       basic_ostream<_CharT, _Traits>&   _M_os;
432     public:
433       /**
434        *  @brief  The constructor performs preparatory work.
435        *  @param  __os  The output stream to guard.
436        *
437        *  If the stream state is good (@a __os.good() is true), then if the
438        *  stream is tied to another output stream, @c is.tie()->flush()
439        *  is called to synchronize the output sequences.
440        *
441        *  If the stream state is still good, then the sentry state becomes
442        *  true (@a okay).
443       */
444       explicit
445       sentry(basic_ostream<_CharT, _Traits>& __os);
447       /**
448        *  @brief  Possibly flushes the stream.
449        *
450        *  If @c ios_base::unitbuf is set in @c os.flags(), and
451        *  @c std::uncaught_exception() is true, the sentry destructor calls
452        *  @c flush() on the output stream.
453       */
454       ~sentry()
455       {
456         // XXX MT
457         if (bool(_M_os.flags() & ios_base::unitbuf) && !uncaught_exception())
458           {
459             // Can't call flush directly or else will get into recursive lock.
460             if (_M_os.rdbuf() && _M_os.rdbuf()->pubsync() == -1)
461               _M_os.setstate(ios_base::badbit);
462           }
463       }
465       /**
466        *  @brief  Quick status checking.
467        *  @return  The sentry state.
468        *
469        *  For ease of use, sentries may be converted to booleans.  The
470        *  return value is that of the sentry state (true == okay).
471       */
472 #if __cplusplus >= 201103L
473       explicit
474 #endif
475       operator bool() const
476       { return _M_ok; }
477     };
479   //@{
480   /**
481    *  @brief  Character inserters
482    *  @param  __out  An output stream.
483    *  @param  __c  A character.
484    *  @return  out
485    *
486    *  Behaves like one of the formatted arithmetic inserters described in
487    *  std::basic_ostream.  After constructing a sentry object with good
488    *  status, this function inserts a single character and any required
489    *  padding (as determined by [22.2.2.2.2]).  @c __out.width(0) is then
490    *  called.
491    *
492    *  If @p __c is of type @c char and the character type of the stream is not
493    *  @c char, the character is widened before insertion.
494   */
495   template<typename _CharT, typename _Traits>
496     inline basic_ostream<_CharT, _Traits>&
497     operator<<(basic_ostream<_CharT, _Traits>& __out, _CharT __c)
498     { return __ostream_insert(__out, &__c, 1); }
500   template<typename _CharT, typename _Traits>
501     inline basic_ostream<_CharT, _Traits>&
502     operator<<(basic_ostream<_CharT, _Traits>& __out, char __c)
503     { return (__out << __out.widen(__c)); }
505   // Specialization
506   template <class _Traits>
507     inline basic_ostream<char, _Traits>&
508     operator<<(basic_ostream<char, _Traits>& __out, char __c)
509     { return __ostream_insert(__out, &__c, 1); }
511   // Signed and unsigned
512   template<class _Traits>
513     inline basic_ostream<char, _Traits>&
514     operator<<(basic_ostream<char, _Traits>& __out, signed char __c)
515     { return (__out << static_cast<char>(__c)); }
517   template<class _Traits>
518     inline basic_ostream<char, _Traits>&
519     operator<<(basic_ostream<char, _Traits>& __out, unsigned char __c)
520     { return (__out << static_cast<char>(__c)); }
521   //@}
523   //@{
524   /**
525    *  @brief  String inserters
526    *  @param  __out  An output stream.
527    *  @param  __s  A character string.
528    *  @return  out
529    *  @pre  @p __s must be a non-NULL pointer
530    *
531    *  Behaves like one of the formatted arithmetic inserters described in
532    *  std::basic_ostream.  After constructing a sentry object with good
533    *  status, this function inserts @c traits::length(__s) characters starting
534    *  at @p __s, widened if necessary, followed by any required padding (as
535    *  determined by [22.2.2.2.2]).  @c __out.width(0) is then called.
536   */
537   template<typename _CharT, typename _Traits>
538     inline basic_ostream<_CharT, _Traits>&
539     operator<<(basic_ostream<_CharT, _Traits>& __out, const _CharT* __s)
540     {
541       if (!__s)
542         __out.setstate(ios_base::badbit);
543       else
544         __ostream_insert(__out, __s,
545                          static_cast<streamsize>(_Traits::length(__s)));
546       return __out;
547     }
549   template<typename _CharT, typename _Traits>
550     basic_ostream<_CharT, _Traits> &
551     operator<<(basic_ostream<_CharT, _Traits>& __out, const char* __s);
553   // Partial specializations
554   template<class _Traits>
555     inline basic_ostream<char, _Traits>&
556     operator<<(basic_ostream<char, _Traits>& __out, const char* __s)
557     {
558       if (!__s)
559         __out.setstate(ios_base::badbit);
560       else
561         __ostream_insert(__out, __s,
562                          static_cast<streamsize>(_Traits::length(__s)));
563       return __out;
564     }
566   // Signed and unsigned
567   template<class _Traits>
568     inline basic_ostream<char, _Traits>&
569     operator<<(basic_ostream<char, _Traits>& __out, const signed char* __s)
570     { return (__out << reinterpret_cast<const char*>(__s)); }
572   template<class _Traits>
573     inline basic_ostream<char, _Traits> &
574     operator<<(basic_ostream<char, _Traits>& __out, const unsigned char* __s)
575     { return (__out << reinterpret_cast<const char*>(__s)); }
576   //@}
578   // Standard basic_ostream manipulators
580   /**
581    *  @brief  Write a newline and flush the stream.
582    *
583    *  This manipulator is often mistakenly used when a simple newline is
584    *  desired, leading to poor buffering performance.  See
585    *  https://gcc.gnu.org/onlinedocs/libstdc++/manual/streambufs.html#io.streambuf.buffering
586    *  for more on this subject.
587   */
588   template<typename _CharT, typename _Traits>
589     inline basic_ostream<_CharT, _Traits>&
590     endl(basic_ostream<_CharT, _Traits>& __os)
591     { return flush(__os.put(__os.widen('\n'))); }
593   /**
594    *  @brief  Write a null character into the output sequence.
595    *
596    *  <em>Null character</em> is @c CharT() by definition.  For CharT
597    *  of @c char, this correctly writes the ASCII @c NUL character
598    *  string terminator.
599   */
600   template<typename _CharT, typename _Traits>
601     inline basic_ostream<_CharT, _Traits>&
602     ends(basic_ostream<_CharT, _Traits>& __os)
603     { return __os.put(_CharT()); }
605   /**
606    *  @brief  Flushes the output stream.
607    *
608    *  This manipulator simply calls the stream's @c flush() member function.
609   */
610   template<typename _CharT, typename _Traits>
611     inline basic_ostream<_CharT, _Traits>&
612     flush(basic_ostream<_CharT, _Traits>& __os)
613     { return __os.flush(); }
615 #if __cplusplus >= 201103L
616   template<typename _Ch, typename _Up>
617     basic_ostream<_Ch, _Up>&
618     __is_convertible_to_basic_ostream_test(basic_ostream<_Ch, _Up>*);
620   template<typename _Tp, typename = void>
621     struct __is_convertible_to_basic_ostream_impl
622     {
623       using __ostream_type = void;
624     };
626   template<typename _Tp>
627     using __do_is_convertible_to_basic_ostream_impl =
628     decltype(__is_convertible_to_basic_ostream_test
629              (declval<typename remove_reference<_Tp>::type*>()));
631   template<typename _Tp>
632     struct __is_convertible_to_basic_ostream_impl
633     <_Tp,
634      __void_t<__do_is_convertible_to_basic_ostream_impl<_Tp>>>
635     {
636       using __ostream_type =
637         __do_is_convertible_to_basic_ostream_impl<_Tp>;
638     };
640   template<typename _Tp>
641     struct __is_convertible_to_basic_ostream
642     : __is_convertible_to_basic_ostream_impl<_Tp>
643     {
644     public:
645       using type = __not_<is_void<
646         typename __is_convertible_to_basic_ostream_impl<_Tp>::__ostream_type>>;
647       constexpr static bool value = type::value;
648     };
650   template<typename _Ostream, typename _Tp, typename = void>
651     struct __is_insertable : false_type {};
653   template<typename _Ostream, typename _Tp>
654     struct __is_insertable<_Ostream, _Tp,
655                            __void_t<decltype(declval<_Ostream&>()
656                                              << declval<const _Tp&>())>>
657                                     : true_type {};
659   template<typename _Ostream>
660     using __rvalue_ostream_type =
661       typename __is_convertible_to_basic_ostream<
662         _Ostream>::__ostream_type;
664   /**
665    *  @brief  Generic inserter for rvalue stream
666    *  @param  __os  An input stream.
667    *  @param  __x  A reference to the object being inserted.
668    *  @return  os
669    *
670    *  This is just a forwarding function to allow insertion to
671    *  rvalue streams since they won't bind to the inserter functions
672    *  that take an lvalue reference.
673   */
674   template<typename _Ostream, typename _Tp>
675     inline
676     typename enable_if<__and_<__not_<is_lvalue_reference<_Ostream>>,
677                               __is_convertible_to_basic_ostream<_Ostream>,
678                               __is_insertable<
679                                 __rvalue_ostream_type<_Ostream>,
680                                 const _Tp&>>::value,
681                        __rvalue_ostream_type<_Ostream>>::type
682     operator<<(_Ostream&& __os, const _Tp& __x)
683     {
684       __rvalue_ostream_type<_Ostream> __ret_os = __os;
685       __ret_os << __x;
686       return __ret_os;
687     }
688 #endif // C++11
690 _GLIBCXX_END_NAMESPACE_VERSION
691 } // namespace std
693 #include <bits/ostream.tcc>
695 #endif  /* _GLIBCXX_OSTREAM */