如何在C++中正確地將矢量寫入二進制文件？

Question

感謝Mats Petersson爲解釋將向量複製到數組似乎工作。這裏的代碼snipset：

#include <iostream> 
#include <string.h> 
#include <vector> 
#include <fstream> 

using namespace std; 

class Student 
    { 
    private: 
    char m_name[30]; 
    int m_score; 

    public: 
    Student() 
     { 

     } 
    Student(const Student& copy) 
     { 
      m_score = copy.m_score; //wonder why i can use this statment as 
      strncpy(m_name, copy.m_name, 30); //declare it private 
     } 
     Student(const char name[], const int &score) 
     :m_score(score) 
     { 
      strncpy(m_name, name, 30); 
     } 
     void print() const 
     { 
      cout.setf(ios::left); 
      cout.width(20); 
      cout << m_name << " " << m_score << endl; 
     } 
     }; 


     int main() 
     { 
     vector<Student> student; 
     student.push_back(Student("Alex",19)); 
     student.push_back(Student("Maria",20)); 
     student.push_back(Student("muhamed",20)); 
     student.push_back(Student("Jeniffer",20)); 
     student.push_back(Student("Alex",20)); 
     student.push_back(Student("Maria",21)); 
     { 
     Student temp[student.size()]; 
     unsigned int counter; 
     for(counter = 0; counter < student.size(); ++counter) 
     { 
     temp[counter] = student[counter]; 
     } 

     ofstream fout("data.dat", ios::out | ios::binary); 
     fout.write((char*) &temp, sizeof(temp)); 
     fout.close(); 
     } 

     vector<Student> student2; 
     ifstream fin("data.dat", ios::in | ios::binary); 

     { 
     fin.seekg(0, ifstream::end); 
     int size = fin.tellg()/sizeof (Student); 
     Student temp2[size]; 
     fin.seekg(0, ifstream::beg); 
     fin.read((char*)&temp2, sizeof(temp2)); 
     int counter; 
     for(counter = 0; counter <6; ++counter) 
     { 
     student2.push_back(temp2[counter]); 
     } 
     fin.close(); 
     } 
     vector<Student>::iterator itr = student2.begin(); 
     while(itr != student2.end()) 
     { 
     itr->print(); 
     ++itr; 
     } 
     return 0; 
     } 

但我客人這種方法將浪費巨大的內存和繁瑣。也許我會考慮用熊貓和其他建議來寫它先生。 感謝大家的回答。

Answer 1

您正在寫入文件的矢量結構，而不是其數據緩衝區。嘗試更改寫入過程：

ofstream fout("data.dat", ios::out | ios::binary); 
fout.write((char*)&student[0], student.size() * sizeof(Student)); 
fout.close(); 

而不是從文件大小計算矢量的大小，最好在寫入矢量大小（對象數）之前。在這種情況下，你可以寫入同一個文件的其他數據。

size_t size = student.size(); 
fout.write((char*)&size, sizeof(size)); 

Answer 2

因爲該模板包含內部指針，所以寫入並重新讀取它們是毫無意義的，因此您可能無法使用二進制（您正在做的方式）任何std::vector。

一些一般性的建議：

• 不二進制寫任何STL模板容器（如std::vector或std::map），他們肯定包含您真的不想寫的是內部的指針。如果你真的需要寫它們，實現你自己的寫作和閱讀例程（例如使用STL迭代器）。

• 避免無意中使用strcpy。如果名稱超過30個字符，您的代碼將崩潰。至少，請使用strncpy(m_name, name, sizeof(m_name));（但即使這樣也會對30個字符的名稱起作用）。其實m_name應該是std::string。

• 顯式序列化您的容器類（通過處理每個有意義的成員數據）。您可以考慮使用JSON表示法（或者也許YAML，或者甚至可能是XML--我發現它太複雜了，因此不建議）進行序列化。它爲您提供文本轉儲格式，您可以使用標準編輯器輕鬆檢查（例如emacs或gedit）。您會發現很多序列化免費庫，例如jsoncpp等等。

• 學會用g++ -Wall -g編譯並使用gdb調試器和valgrind內存泄漏檢測器;也學會使用make並編寫你的Makefile-s。

• 利用Linux是免費軟件，因此您可以查看它的源代碼（即使STL頭文件很複雜，您也可能想學習stdC++實現）。

Answer 3

對於函數read（）和write（），您需要什麼叫「普通舊數據」或「POD」。這基本上意味着類或結構必須沒有指針，並且沒有虛函數。矢量的實現當然有指針 - 我不確定虛函數。

你將不得不編寫一個函數來存儲一個學生一次（或者把一堆學生轉換爲一個數組[不是矢量]字節或某些類型 - 但這更復雜）。

不能將非POD數據（尤其是指針）寫入二進制文件的原因是，當您再次讀取數據時，幾乎可以肯定地認爲內存佈局已經從寫它時發生變化。這有點像試圖在商店的同一停車位上停車 - 下次出現時，其他人將從入口處的第三處停車，所以您必須選擇另一個位置。將編譯器分配的內存視爲停車位，將學生信息視爲汽車。

【技術上，更糟糕的是 - 你的矢量實際上並不包含班級內的學生，這是你正在寫的文件，所以你甚至沒有保存學生的信息，只是他們所在的位置（停車位數）的信息]

Answer 4

存儲一vector<T>PODs在一個文件中，你必須寫的載體，沒有載體本身的內容。您可以使用&vector[0]訪問原始數據，第一個元素的地址（因爲它至少包含一個元素）。要獲取的原始數據的長度，乘以元素數向量中的一個元件的尺寸：

strm.write(reinterpret_cast<const char*>(&vec[0]), vec.size()*sizeof(T)); 

同樣當從文件中讀取的矢量適用的;元素計數的總文件大小的一個元素 的大小劃分（因爲你只在文件中存儲一個類型的POD）：

const size_t count = filesize/sizeof(T); 
std::vector<T> vec(count); 
strm.read(reinterpret_cast<char*>(&vec[0]), count*sizeof(T)); 

這隻能如果你能計算元素的基礎數在文件大小上（如果你只存儲一種類型的POD或者所有向量包含相同數量的元素）。如果具有不同POD的矢量長度不同，則必須在寫入原始數據之前將矢量中元素的數量寫入文件。

此外，當您在不同系統之間以二進制形式傳輸數字類型時，請注意endianness。