C++ RIFF WAVE閱讀器很痛苦

Question

所以我從來沒有真正使用過二進制文件，而我剛剛接觸C++。我想讀取一個wav文件並將其數據部分輸出到txt中（用逗號分隔每個樣本的值）。我也設法閱讀標題部分，但這段代碼在這裏並不重要，所以我不會包含它。

我的wav文件以32bps的速度存儲IEEE 754標準的數據（浮點數）。我首先將整個wav文件讀入char向量，然後嘗試使用它。該程序的輸出是我期望的結果，我可以通過閱讀txt而無任何問題地播放Python中的聲音。該程序的速度非常慢（需要幾分鐘才能完成一個長達幾秒的wav文件）。

這是wavReader.cpp：

#include "stdafx.h" 
#include "wavFile.h" 
#include <fstream> 
#include <iostream> 
#include <vector> 

int main() 
{ 
    std::ifstream file("file.wav", std::ios::binary); 
    std::vector<char> buffer((
     std::istreambuf_iterator<char>(file)), 
     (std::istreambuf_iterator<char>())); 
    std::cout << "Loading complete!\n"; 

    WavFile wavFile = setWavFile(buffer); 

    return 0; 
} 

這是wavFile.h：

#pragma once 
#include <iostream> 
#include <vector> 

struct WavFile 
{ 
    uint32_t dataSize; 
}; 

WavFile setWavFile(std::vector<char> buffer); 
uint32_t getUint32(std::vector<char> buffer, std::vector<char>::iterator it); 

這是wavFile.cpp：

#include "stdafx.h" 
#include "WavFile.h" 
#include <fstream> 

WavFile setWavFile(std::vector<char> buffer) { 

    WavFile wavFile; 
    std::vector<char>::iterator it = buffer.begin(); 

    // Beginning of data chunk is marked with "data" 
    it += 4; 
    while (*(it - 4) != 'd' || 
     *(it - 3) != 'a' || 
     *(it - 2) != 't' || 
     *(it - 1) != 'a') 
     it++; 

    wavFile.dataSize = getUint32(buffer, it), it += 4; 
    std::ofstream output("data.txt"); 

    while (it != buffer.end()) 
    { 
     char outputChar[4]; 
     for (int i = 0; i < 4; (i++, it++)) 
      outputChar[i] = *it; 
     char* outputStr = outputChar; 
     char** outputStrPtr = &outputStr; 
     float** outputPtr = reinterpret_cast<float**>(outputStrPtr); 
     output << **outputPtr << ", "; 
     std::cout << static_cast<double>(std::distance(buffer.begin(), it)) * 100/wavFile.dataSize << "\%\n"; 
    } 

    return wavFile; 
} 

uint32_t getUint32(std::vector<char> buffer, std::vector<char>::iterator it) 
{ 
    char outputChar[4]; 
    for (int i = 0; i < 4; (i++, it++)) 
     outputChar[i] = *it; 
    char* outputStr = outputChar; 
    char** outputStrPtr = &outputStr; 
    uint32_t** outputPtr = reinterpret_cast<uint32_t**>(outputStrPtr); 
    return **outputPtr; 
} 

我製作的節目打印進展控制檯。請注意，這隻適用於具有一個通道的wav文件，並將樣本存儲在IEEE 754標準中。你可以找到我使用的文件here。我只是一個業餘愛好程序員，所以請原諒我，我不知道是什麼讓我的程序變得很慢......是矢量迭代嗎？或者它是與reinterpret_cast有點亂的變量聲明？

Answer 1

也許印刷的進度會降低印刷速度？你打印很多。也許你可以嘗試僅在百分比的整數值變化時嘗試打印，例如：

int lastPercent = -1; 

loop { 
    ... 
    float percent = ...; 
    int integralPercent = (int)percent; 
    if (integralPercent!=lastPercent) { 
    lastPercent = integralPercent; 
    // print percent here 
    } 
} 

Answer 2

你正在讀它完全錯誤的方式。 Wave文件具有RIFF格式。每個文件由RIFF文件頭和一系列塊組成。

#include <Windows.h> // for DWORD 
#include <MMReg.h> // for PCMWAVEFORMATPCMWAVEFORMAT and FORCC 

struct t_RiffFileHeader 
{ 
    ::FOURCC m_riff;  // must be 'R', 'I', 'F', 'F' 
    ::DWORD m_file_size; // should be less than or equal to the total file zize 
    ::FOURCC m_formtype; // must be 'W', 'A', 'V', 'E' 
}; 
static_assert(12 == sizeof(t_RiffFileHeader), ""); 

因此，您首先閱讀此riff標題的12個字節，並驗證它是正確的。

size_t remaining_bytes_count(buffer.size()); 
const char * p_cursor(buffer.data()); 
if(remaining_bytes_count <= sizeof(t_RiffFileHeader)) 
{ 
    exit(1); 
} 
const t_RiffFileHeader & riff_header(*reinterpret_cast< const t_RiffFileHeader * >(reinterpret_cast<uintptr_t>(p_cursor))); 
if(static_cast<size_t>(riff_header.m_file_size) < sizeof(t_RiffChunkHeader)) 
{ 
    exit(1); 
} 
p_cursor += sizeof(t_RiffFileHeader); 
remaining_bytes_count -= sizeof(t_RiffFileHeader); 

然後你繼續閱讀塊。

struct t_RiffChunkHeader 
{ 
    ::FOURCC m_id;   
    ::DWORD m_chunk_content_size; 
}; 
static_assert(8 == sizeof(t_RiffFileHeader), ""); 

你讀塊頭部，然後根據塊ID讀取m_chunk_content_size字節的數據：

• 'f', 'm', 't', ' '塊典型地是第一和應包含PCMWAVEFORMAT結構描述數據的wav;
• 'd', 'a', 't', 'a'塊包含音頻數據;
• 其他塊可以跳過。

如果你已經完成了最後一個塊的讀取，但文件結束還沒有到達，那麼最有可能是附加了另一個RIFF文件。由於32位長度限制，大文件通過連接幾個較小的RIFF文件來構建。