Tome nota de las actualizaciones al final de esta publicación.

Actualización: he creado unproyecto público en GitHub para esta biblioteca!

Me gustaría tener una plantilla única que de una vez por todas se encargue de imprimir de manera bonita todos los contenedores STL a través deoperator<<. En pseudocódigo, estoy buscando algo como esto:

template<container C, class T, String delim = ", ", String open = "[", String close = "]">
std::ostream & operator<<(std::ostream & o, const C<T> & x)
{
    o << open;
    // for (typename C::const_iterator i = x.begin(); i != x.end(); i++) /* Old-school */
    for (auto i = x.begin(); i != x.end(); i++)
    {
        if (i != x.begin()) o << delim;
        o << *i;
    }
    o << close;
    return o;
}

Ahora he visto mucha magia de plantilla aquí en SO que nunca pensé posible, así que me pregunto si alguien puede sugerir algo que coincida con todos los contenedores C. Tal vez algo característico que pueda descubrir si algo tiene el iterador necesario ?

¡Muchas gracias!

Actualización (y solución)

Después de plantear este problema nuevamente enCanal 9, Obtuve una respuesta fantástica de Sven Groot, que, combinado con un poco de caracterización tipo SFINAE, parece resolver el problema de una manera completamente general y anidable. Los delimitadores pueden estar especializados individualmente, se incluye un ejemplo de especialización para std :: set, así como un ejemplo de uso de delimitadores personalizados.

El asistente "wrap_array ()" se puede usar para imprimir matrices C sin procesar.Actualizar: Los pares y las tuplas están disponibles para imprimir; los delimitadores predeterminados son corchetes.

El rasgo de tipo enable-if requiere C ++ 0x, pero con algunas modificaciones debería ser posible hacer una versión C ++ 98 de esto. Las tuplas requieren plantillas variadas, por lo tanto, C ++ 0x.

Le he pedido a Sven que publique la solución aquí para poder aceptarla, pero mientras tanto me gustaría publicar el código yo mismo como referencia. (Actualizar: Sven ahora ha publicado su código a continuación, que hice la respuesta aceptada. Mi propio código usa rasgos de tipo contenedor, que funcionan para mí pero pueden causar un comportamiento inesperado con las clases que no son contenedores que proporcionan iteradores).

Encabezado (prettyprint.h):

#ifndef H_PRETTY_PRINT
#define H_PRETTY_PRINT


#include <type_traits>
#include <iostream>
#include <utility>
#include <tuple>


namespace std
{
    // Pre-declarations of container types so we don't actually have to include the relevant headers if not needed, speeding up compilation time.
    template<typename T, typename TTraits, typename TAllocator> class set;
}

namespace pretty_print
{

    // SFINAE type trait to detect a container based on whether T::const_iterator exists.
    // (Improvement idea: check also if begin()/end() exist.)

    template<typename T>
    struct is_container_helper
    {
    private:
        template<typename C> static char test(typename C::const_iterator*);
        template<typename C> static int  test(...);
    public:
        static const bool value = sizeof(test<T>(0)) == sizeof(char);
    };


    // Basic is_container template; specialize to derive from std::true_type for all desired container types

    template<typename T> struct is_container : public ::std::integral_constant<bool, is_container_helper<T>::value> { };


    // Holds the delimiter values for a specific character type

    template<typename TChar>
    struct delimiters_values
    {
        typedef TChar char_type;
        const TChar * prefix;
        const TChar * delimiter;
        const TChar * postfix;
    };


    // Defines the delimiter values for a specific container and character type

    template<typename T, typename TChar>
    struct delimiters
    {
        typedef delimiters_values<TChar> type;
        static const type values; 
    };


    // Default delimiters

    template<typename T> struct delimiters<T, char> { static const delimiters_values<char> values; };
    template<typename T> const delimiters_values<char> delimiters<T, char>::values = { "[", ", ", "]" };
    template<typename T> struct delimiters<T, wchar_t> { static const delimiters_values<wchar_t> values; };
    template<typename T> const delimiters_values<wchar_t> delimiters<T, wchar_t>::values = { L"[", L", ", L"]" };


    // Delimiters for set

    template<typename T, typename TTraits, typename TAllocator> struct delimiters< ::std::set<T, TTraits, TAllocator>, char> { static const delimiters_values<char> values; };
    template<typename T, typename TTraits, typename TAllocator> const delimiters_values<char> delimiters< ::std::set<T, TTraits, TAllocator>, char>::values = { "{", ", ", "}" };
    template<typename T, typename TTraits, typename TAllocator> struct delimiters< ::std::set<T, TTraits, TAllocator>, wchar_t> { static const delimiters_values<wchar_t> values; };
    template<typename T, typename TTraits, typename TAllocator> const delimiters_values<wchar_t> delimiters< ::std::set<T, TTraits, TAllocator>, wchar_t>::values = { L"{", L", ", L"}" };


    // Delimiters for pair (reused for tuple, see below)

    template<typename T1, typename T2> struct delimiters< ::std::pair<T1, T2>, char> { static const delimiters_values<char> values; };
    template<typename T1, typename T2> const delimiters_values<char> delimiters< ::std::pair<T1, T2>, char>::values = { "(", ", ", ")" };
    template<typename T1, typename T2> struct delimiters< ::std::pair<T1, T2>, wchar_t> { static const delimiters_values<wchar_t> values; };
    template<typename T1, typename T2> const delimiters_values<wchar_t> delimiters< ::std::pair<T1, T2>, wchar_t>::values = { L"(", L", ", L")" };


    // Functor to print containers. You can use this directly if you want to specificy a non-default delimiters type.

    template<typename T, typename TChar = char, typename TCharTraits = ::std::char_traits<TChar>, typename TDelimiters = delimiters<T, TChar>>
    struct print_container_helper
    {
        typedef TChar char_type;
        typedef TDelimiters delimiters_type;
        typedef std::basic_ostream<TChar, TCharTraits> & ostream_type;

        print_container_helper(const T & container)
        : _container(container)
        {
        }

        inline void operator()(ostream_type & stream) const
        {
            if (delimiters_type::values.prefix != NULL)
                stream << delimiters_type::values.prefix;

            for (typename T::const_iterator beg = _container.begin(), end = _container.end(), it = beg; it != end; ++it)
            {
                if (it != beg && delimiters_type::values.delimiter != NULL)
                    stream << delimiters_type::values.delimiter;

                stream << *it;
            }

            if (delimiters_type::values.postfix != NULL)
                stream << delimiters_type::values.postfix;
        }

    private:
        const T & _container;
    };


    // Type-erasing helper class for easy use of custom delimiters.
    // Requires TCharTraits = std::char_traits<TChar> and TChar = char or wchar_t, and MyDelims needs to be defined for TChar.
    // Usage: "cout << pretty_print::custom_delims<MyDelims>(x)".

    struct custom_delims_base
    {
        virtual ~custom_delims_base() { }
        virtual ::std::ostream & stream(::std::ostream &) = 0;
        virtual ::std::wostream & stream(::std::wostream &) = 0;
    };

    template <typename T, typename Delims>
    struct custom_delims_wrapper : public custom_delims_base
    {
        custom_delims_wrapper(const T & t) : t(t) { }

        ::std::ostream & stream(::std::ostream & stream)
        {
          return stream << ::pretty_print::print_container_helper<T, char, ::std::char_traits<char>, Delims>(t);
        }
        ::std::wostream & stream(::std::wostream & stream)
        {
          return stream << ::pretty_print::print_container_helper<T, wchar_t, ::std::char_traits<wchar_t>, Delims>(t);
        }

    private:
        const T & t;
    };

    template <typename Delims>
    struct custom_delims
    {
        template <typename Container> custom_delims(const Container & c) : base(new custom_delims_wrapper<Container, Delims>(c)) { }
        ~custom_delims() { delete base; }
        custom_delims_base * base;
    };

} // namespace pretty_print


template <typename TChar, typename TCharTraits, typename Delims>
inline std::basic_ostream<TChar, TCharTraits> & operator<<(std::basic_ostream<TChar, TCharTraits> & stream, const pretty_print::custom_delims<Delims> & p)
{
    return p.base->stream(stream);
}


// Template aliases for char and wchar_t delimiters
// Enable these if you have compiler support
//
// Implement as "template<T, C, A> const sdelims::type sdelims<std::set<T,C,A>>::values = { ... }."

//template<typename T> using pp_sdelims = pretty_print::delimiters<T, char>;
//template<typename T> using pp_wsdelims = pretty_print::delimiters<T, wchar_t>;


namespace std
{
    // Prints a print_container_helper to the specified stream.

    template<typename T, typename TChar, typename TCharTraits, typename TDelimiters>
    inline basic_ostream<TChar, TCharTraits> & operator<<(basic_ostream<TChar, TCharTraits> & stream,
                                                          const ::pretty_print::print_container_helper<T, TChar, TCharTraits, TDelimiters> & helper)
    {
        helper(stream);
        return stream;
    }

    // Prints a container to the stream using default delimiters

    template<typename T, typename TChar, typename TCharTraits>
    inline typename enable_if< ::pretty_print::is_container<T>::value, basic_ostream<TChar, TCharTraits>&>::type
    operator<<(basic_ostream<TChar, TCharTraits> & stream, const T & container)
    {
        return stream << ::pretty_print::print_container_helper<T, TChar, TCharTraits>(container);
    }

    // Prints a pair to the stream using delimiters from delimiters<std::pair<T1, T2>>.
    template<typename T1, typename T2, typename TChar, typename TCharTraits>
    inline basic_ostream<TChar, TCharTraits> & operator<<(basic_ostream<TChar, TCharTraits> & stream, const pair<T1, T2> & value)
    {
        if (::pretty_print::delimiters<pair<T1, T2>, TChar>::values.prefix != NULL)
            stream << ::pretty_print::delimiters<pair<T1, T2>, TChar>::values.prefix;

        stream << value.first;

        if (::pretty_print::delimiters<pair<T1, T2>, TChar>::values.delimiter != NULL)
            stream << ::pretty_print::delimiters<pair<T1, T2>, TChar>::values.delimiter;

        stream << value.second;

        if (::pretty_print::delimiters<pair<T1, T2>, TChar>::values.postfix != NULL)
            stream << ::pretty_print::delimiters<pair<T1, T2>, TChar>::values.postfix;

        return stream;
    }
} // namespace std

// Prints a tuple to the stream using delimiters from delimiters<std::pair<tuple_dummy_t, tuple_dummy_t>>.

namespace pretty_print
{
    struct tuple_dummy_t { }; // Just if you want special delimiters for tuples.

    typedef std::pair<tuple_dummy_t, tuple_dummy_t> tuple_dummy_pair;

    template<typename Tuple, size_t N, typename TChar, typename TCharTraits>
    struct pretty_tuple_helper
    {
        static inline void print(::std::basic_ostream<TChar, TCharTraits> & stream, const Tuple & value)
        {
            pretty_tuple_helper<Tuple, N - 1, TChar, TCharTraits>::print(stream, value);

            if (delimiters<tuple_dummy_pair, TChar>::values.delimiter != NULL)
                stream << delimiters<tuple_dummy_pair, TChar>::values.delimiter;

            stream << std::get<N - 1>(value);
        }
    };

    template<typename Tuple, typename TChar, typename TCharTraits>
    struct pretty_tuple_helper<Tuple, 1, TChar, TCharTraits>
    {
        static inline void print(::std::basic_ostream<TChar, TCharTraits> & stream, const Tuple & value) { stream << ::std::get<0>(value); }
    };
} // namespace pretty_print


namespace std
{
    template<typename TChar, typename TCharTraits, typename ...Args>
    inline basic_ostream<TChar, TCharTraits> & operator<<(basic_ostream<TChar, TCharTraits> & stream, const tuple<Args...> & value)
    {
        if (::pretty_print::delimiters< ::pretty_print::tuple_dummy_pair, TChar>::values.prefix != NULL)
            stream << ::pretty_print::delimiters< ::pretty_print::tuple_dummy_pair, TChar>::values.prefix;

        ::pretty_print::pretty_tuple_helper<const tuple<Args...> &, sizeof...(Args), TChar, TCharTraits>::print(stream, value);

        if (::pretty_print::delimiters< ::pretty_print::tuple_dummy_pair, TChar>::values.postfix != NULL)
            stream << ::pretty_print::delimiters< ::pretty_print::tuple_dummy_pair, TChar>::values.postfix;

        return stream;
    }
} // namespace std


// A wrapper for raw C-style arrays. Usage: int arr[] = { 1, 2, 4, 8, 16 };  std::cout << wrap_array(arr) << ...

namespace pretty_print
{
    template <typename T, size_t N>
    struct array_wrapper
    {
        typedef const T * const_iterator;
        typedef T value_type;

        array_wrapper(const T (& a)[N]) : _array(a) { }
        inline const_iterator begin() const { return _array; }
        inline const_iterator end() const { return _array + N; }

    private:
        const T * const _array;
    };
} // namespace pretty_print

template <typename T, size_t N>
inline pretty_print::array_wrapper<T, N> pretty_print_array(const T (& a)[N])
{
    return pretty_print::array_wrapper<T, N>(a);
}


#endif

Ejemplo de uso:

#include <iostream>
#include <vector>
#include <unordered_map>
#include <map>
#include <set>
#include <array>
#include <tuple>
#include <utility>
#include <string>

#include "prettyprint.h"

// Specialization for a particular container
template<> const pretty_print::delimiters_values<char> pretty_print::delimiters<std::vector<double>, char>::values = { "|| ", " : ", " ||" };

// Custom delimiters for one-off use
struct MyDel { static const delimiters_values<char> values; };
const delimiters_values<char> MyDel::values = { "<", "; ", ">" };

int main(int argc, char * argv[])
{
  std::string cs;
  std::unordered_map<int, std::string> um;
  std::map<int, std::string> om;
  std::set<std::string> ss;
  std::vector<std::string> v;
  std::vector<std::vector<std::string>> vv;
  std::vector<std::pair<int, std::string>> vp;
  std::vector<double> vd;
  v.reserve(argc - 1);
  vv.reserve(argc - 1);
  vp.reserve(argc - 1);
  vd.reserve(argc - 1);

  std::cout << "Printing pairs." << std::endl;

  while (--argc)
  {
    std::string s(argv[argc]);
    std::pair<int, std::string> p(argc, s);

    um[argc] = s;
    om[argc] = s;
    v.push_back(s);
    vv.push_back(v);
    vp.push_back(p);
    vd.push_back(1./double(i));
    ss.insert(s);
    cs += s;

    std::cout << "  " << p << std::endl;
  }

  std::array<char, 5> a{{ 'h', 'e', 'l', 'l', 'o' }};

  std::cout << "Vector: " << v << std::endl
            << "Incremental vector: " << vv << std::endl
            << "Another vector: " << vd << std::endl
            << "Pairs: " << vp << std::endl
            << "Set: " << ss << std::endl
            << "OMap: " << om << std::endl
            << "UMap: " << um << std::endl
            << "String: " << cs << std::endl
            << "Array: " << a << std::endl
  ;

  // Using custom delimiters manually:
  std::cout << pretty_print::print_container_helper<std::vector<std::string>, char, std::char_traits<char>, MyDel>(v) << std::endl;

  // Using custom delimiters with the type-erasing helper class
  std::cout << pretty_print::custom_delims<MyDel>(v) << std::endl;

  // Pairs and tuples and arrays:
  auto a1 = std::make_pair(std::string("Jello"), 9);
  auto a2 = std::make_tuple(1729);
  auto a3 = std::make_tuple("Qrgh", a1, 11);
  auto a4 = std::make_tuple(1729, 2875, std::pair<double, std::string>(1.5, "meow"));
  int arr[] = { 1, 4, 9, 16 };

  std::cout << "C array: " << wrap_array(arr) << std::endl
            << "Pair: " << a1 << std::endl
            << "1-tuple: " << a2 << std::endl
            << "n-tuple: " << a3 << std::endl
            << "n-tuple: " << a4 << std::endl
  ;
}

Más ideas para mejoras:

Implementar salida parastd::tuple<...> de la misma manera es que lo tenemos parastd::pair<S,T>. Actualizar: Esto es ahora unpregunta separada sobre SO! Actualización: Esto ahora se ha implementado, gracias a Xeo!Agregue espacios de nombres para que las clases auxiliares no sangren en el espacio de nombres global. Hecho¿Agregar alias de plantilla (o algo similar) para facilitar la creación de clases de delimitador personalizadas o quizás macros de preprocesador?

Actualizaciones recientes:

Eliminé el iterador de salida personalizado en favor de un bucle for simple en la función de impresión.Todos los detalles de implementación están ahora en elpretty_print espacio de nombres Solo los operadores de flujo global y elpretty_print_array wrapper están en el espacio de nombres global.Se corrigió el espacio de nombres para queoperator<< ahora está correctamente enstd.

Notas:

Eliminar el iterador de salida significa que no hay forma de usarstd::copy() para obtener una bonita impresión. Podría restablecer el bonito iterador si esta es una característica deseada, pero el siguiente código de Sven tiene la implementación.Fue una decisión de diseño consciente hacer que los delimitadores compilaran constantes de tiempo en lugar de constantes de objeto. Eso significa que no puede suministrar delimitadores dinámicamente en tiempo de ejecución, pero también significa que no hay sobrecarga innecesaria. Dennis Zickefoose propuso una configuración de delimitador basada en objetos en un comentario al código de Sven a continuación. Si lo desea, esto podría implementarse como una característica alternativa.Actualmente no es obvio cómo personalizar los delimitadores de contenedores anidados.Tenga en cuenta que el propósito de esta biblioteca es permitirrápido instalaciones de impresión de contenedores que requierencodificación cero de su parte. No es una biblioteca de formato de uso múltiple, sino más bien una herramienta de desarrollo para aliviar la necesidad de escribir código de placa de caldera para la inspección de contenedores.

¡Gracias a todos los que contribuyeron!

Nota: Si está buscando una forma rápida de implementar delimitadores personalizados, esta es una forma de usar el borrado de tipos. Suponemos que ya ha construido una clase de delimitador, digamosMyDel, al igual que:

struct MyDel { static const pretty_print::delimiters_values<char> values; };
const pretty_print::delimiters_values<char> MyDel::values = { "<", "; ", ">" };

Ahora queremos poder escribirstd::cout << MyPrinter(v) << std::endl; para algún contenedorv usando esos delimitadores.MyPrinter será una clase de borrado de tipo, así:

struct wrapper_base
{
  virtual ~wrapper_base() { }
  virtual std::ostream & stream(std::ostream & o) = 0;
};

template <typename T, typename Delims>
struct wrapper : public wrapper_base
{
  wrapper(const T & t) : t(t) { }
  std::ostream & stream(std::ostream & o)
  {
    return o << pretty_print::print_container_helper<T, char, std::char_traits<char>, Delims>(t);
  }
private:
  const T & t;
};

template <typename Delims>
struct MyPrinter
{
  template <typename Container> MyPrinter(const Container & c) : base(new wrapper<Container, Delims>(c)) { }
  ~MyPrinter() { delete base; }
  wrapper_base * base;
};

template <typename Delims>
std::ostream & operator<<(std::ostream & o, const MyPrinter<Delims> & p) { return p.base->stream(o); }