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c++ - 从文件中解析二进制数据

coder 2024-02-23 原文

提前感谢您的帮助!

我正在学习 C++。我的第一个项目是为我们在实验室使用的二进制文件格式编写一个解析器。我能够使用“fread”在 Matlab 中相当轻松地使解析器工作，看起来这可能适用于我在 C++ 中尝试做的事情。但从我读到的内容来看，似乎推荐使用 ifstream。

我的问题有两个方面。首先，使用 ifstream 相对于 fread 的优势到底是什么？

其次，如何使用 ifstream 来解决我的问题？这就是我想要做的。我有一个包含一组结构化整数、 float 和 64 位整数的二进制文件。共有 8 个数据字段，我想将每个字段读入其自己的数组。

数据结构如下，重复288字节 block :

Bytes 0-3: int
Bytes 4-7: int
Bytes 8-11: float
Bytes 12-15: float
Bytes 16-19: float
Bytes 20-23: float
Bytes 24-31: int64
Bytes 32-287: 64x float

我可以使用 fstream 读取命令将文件作为 char * 数组读入内存:

char * buffer;
ifstream datafile (filename,ios::in|ios::binary|ios::ate);
datafile.read (buffer, filesize); // Filesize in bytes

因此，据我所知，我现在有一个指向名为“缓冲区”的数组的指针。如果我要调用 buffer[0]，我应该得到一个 1 字节的内存地址，对吗？ (相反，我遇到了段错误。)

我现在要做的其实应该很简单。执行上面的 ifstream 代码后，我应该有一个相当长的缓冲区，其中填充了一些 1 和 0。我只想能够从内存中读取这些东西，一次 32 位，转换为整数或 float ，具体取决于我当前正在处理的是哪个 4 字节 block 。

例如，如果二进制文件包含 N 个 288 字节的数据 block ，那么我提取的每个数组都应该有 N 个成员。 (最后一个数组除外，它将有 64N 个成员。)

因为我在内存中有二进制数据，我基本上只想一次从缓冲区读取一个 32 位数字，并将结果值放在适当的数组中。

最后 - 我可以一次访问多个数组位置吗，就像 Matlab 一样？ (例如 array(3:5) -> [1,2,1] for array = [3,4,1,2,1])

最佳答案

首先，使用 iostream 的优势，尤其是文件流，与资源管理有关。自动文件流变量在超出范围时将被关闭和清理，而不必使用 fclose 手动清理它们。如果同一范围内的其他代码可以抛出异常，这一点很重要。

其次，解决此类问题的一种可能方法是以适当的方式简单地定义流插入和提取运算符。在这种情况下，因为您有一个复合类型，您需要通过告诉编译器不要在该类型中添加填充字节来帮助编译器。以下代码应适用于 gcc 和 Microsoft 编译器。

#pragma pack(1)
struct MyData
{
    int i0;
    int i1;
    float f0;
    float f1;
    float f2;
    float f3;
    uint64_t ui0;
    float f4[64];
};
#pragma pop(1)

std::istream& operator>>( std::istream& is, MyData& data ) {
    is.read( reinterpret_cast<char*>(&data), sizeof(data) );
    return is;
}

std::ostream& operator<<( std::ostream& os, const MyData& data ) {
    os.write( reinterpret_cast<const char*>(&data), sizeof(data) );
    return os;
}

关于c++ - 从文件中解析二进制数据，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/7871440/

amp43floatsectionBytesc++parsingbinarychar

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