Все стрим-буферы унаследованы от базового класса std::streambuf, в котором
есть виртуальные функции, которые нужно перекрыть, чтобы имплементировать
кастомное поведение. std::streambuf - это абстракция массива символов
данные которого берутся с устройства с последовательным доступом
или посылаются на него. В определенных условиях массив может быть перезаполнен
(re-fill для входного буффера) или слит и опустошен (flush для выходного буфера).
При вставке данных в ostream через <<, данные пишутся в массив буфера.
Когда этот массив переполняется (overflow), данные из массива сливаются (sink)
в пункт назначения и состояние ассоциированное с массивом сбрасывается (reset),
становясь готовым принять больше символов.
При извлечении данных из istream через >>, данные считываются из массива
символов. Когда больше нет данных для чтения, то массив становится опустошенным
(underflow), содержимое массива перезаполняется данными из источника и состояние
ассоциированное с массивом сбрасывается.
Для отслеживания различных вещей в массивах стрим-буферов используются 6 указателей, 3 для ввода и 3 для вывода.
Для выходного стрим-буфера:
std::streambuf::pbase()возвращает put base pointer, который указывает на первый элемент внутреннего массива буфера;std::streambuf::pptr()возвращает put pointer, который указывает на следующий символ в буфере, который может быть записан;std::streambuf::epptr()возвращает end put pointer, который указывает на one-past-the-last-element внутреннего массива буфера.
Обычно pbase() и epptr() не меняются, а меняется только pptr()
в процессе использования буфера.
Для входного стрим-буфера:
std::streambuf::eback()возвращает end back pointer, который указывает на последний символ (по наименьшему адресу) во внутреннем массиве буфера, в который символ может быть положен обратно (put back);std::streambuf::gptr()возвращает get pointer, который указывает на символ в буфере, который будет следующим извлечен (extract) через istream;std::streambuf::egptr()возвращает end get pointer, который указывает на one-past-the-last-element внутреннего массива буфера.
Обычно eback() и egptr() не изменяются в процессе жизненного цикла streambuf.
Входные стрим-буферы для использования с istream-ами сложнее чем выходные
стрим-буферы для работы с ostream-ами потому что мы должны позволить
пользователю класть символы обратно в стрим, что делается с помощью функции std::istream's putback().
Т.е. мы должны зарезервировать секцию в начале массива как put-back пространство.
Обычно ожидается что пространство предоставляется только под один символ.
Для создания входных и выходных буферов нужно унаследоваться от std::streambuf.
Не существует std::istreambuf или std::ostreambuf потому что
допустимо существование стрим-буфера, который манипулирует одним и тем же
внутренним массивом, как для чтения из внешних сущностей, так и для записи в них
(dual-purpose streambuf). Так делает, например, std::fstream.
Можно также создать буферы для wide character стримов. std::streambuf это
фактически typedef для std::basic_streambuf<char>. Также существует
и std::wstreambuf, который typedef для std::basic_streambuf<wchar_t>.