如何将二维向量写入二进制文件？答案

【问题标题】：How to write a 2D vector into a binary file?如何将二维向量写入二进制文件？
【发布时间】：2011-11-19 11:02:26
【问题描述】：

大家！我有一个充满无符号字符的二维向量。现在我想将其内容保存到二进制文件中：

std::vector<std::vector<unsigned char> > v2D(1920, std::vector<unsigned char>(1080));

// Populate the 2D vector here
.....

FILE* fpOut;

// Open for write
if ( (err  = fopen_s( &fpOut, "e:\\test.dat", "wb")) !=0 )
{   
   return;
}

// Write the composite file
size_t nCount = 1920 * 1080 * sizeof(unsigned char);
int nWritten = fwrite((char *)&v2D[0][0], sizeof(unsigned char), nCount, fpOut);

// Close file
fclose(fpOut);

但是，当我阅读 test.dat 时，填写一个新的 2D 向量，并将其条目与旧的进行比较。我发现写的内容和原来的不一样。为什么？我的 write 语句有什么问题？你能告诉我如何以正确的方式将二维向量写入二进制文件吗？非常感谢！

    #define LON_DATA_ROWS 1920
    #define LON_DATA_COLS 1080

    std::vector<std::vector<float> > m_fLon2DArray(LON_DATA_ROWS, std::vector<float>(LON_DATA_COLS));

    std::ifstream InputFile;

    int nSizeOfLonData = TOTAL_LON_ELEMENTS * sizeof(float);

    std::vector<char> vLonDataBuffer(nSizeOfLonData);

    // Open the file
    InputFile.open(m_sNorminalLonLatFile.c_str(), ios::binary);

    // Unable to open file pszDataFile for reading
    if ( InputFile.fail() )
       return false;

    // Read longitude data buffer
    InputFile.read(&vLonDataBuffer[0], nSizeOfLonData);

    // Close the file object
    InputFile.close();

    // Populate the longitude 2D vector
    for (unsigned i = 0; i < LON_DATA_ROWS; i++) 
    {   
        memcpy(&m_fLon2DArray[i][0], &vLonDataBuffer[(i * LON_DATA_COLS) * sizeof(float)], LON_DATA_COLS * sizeof(float));
    }

    // Some operation put here

    // Write the results to a binary file

【问题讨论】：

长话短说：这不是二维向量，而是向量的向量。 :)
为了最好地使用二维数组，您可以汇总自己的小类（包装单个向量并支持 x,y 访问操作），代码应该少于 1 屏幕。或者，如果你喜欢 Boost，你可以使用 boost::multi_array。

标签： c++ vector 2d

【解决方案1】：

这是错误的。 v2D 包含的数据不在连续内存中。但是，v2D（它是一个向量）的每个元素都在连续的内存中。即v2D[i]包含的数据在连续内存中。

所以你应该这样做：

int nWritten = 0;
for(size_t i = 0; i < v2D.size(); i++ )
{
   if ( v2D[i].size() > 0 )
     nWritten += fwrite(&v2D[i][0], sizeof(unsigned char), v2D[i].size(), fpOut);
}

或者你可以使用 C++ IOStream 作为：

std::ofstream file("E:\\test.data", std::ofstream::binary);
for(size_t i = 0; i < v2D.size(); i++ )
{
    if ( v2D[i].size() > 0 )
    {
       const char* buffer = static_cast<const char*>(&v2D[i][0]);
       file.write(buffer, v2D[i].size());
    }
}

【讨论】：

谢谢！但结果和我的一样。
@GoldenLee：现在，您需要告诉我们文件是什么，您期望什么？
亲爱的 Nawaz：我在转换 2D 矢量元素时可能会出错。事实上，我的二维向量的所有元素都分配在一个连续的内存块中。我只是在逻辑上将一维向量拆分为二维向量以方便访问。非常感谢！
@GoldenLee：向量分配它自己的内存。你错了；不保证向量的向量具有连续的内存。发布更多代码和其他信息。
你的解释是对的。实际上，这里发布的代码 sn-p 仅用于演示目的。在我的产品程序中，我的 2D 矢量保存图像数据。我使用我的方法和您的方法进行了测试。我得到了同样的照片！他们没事！这只是一个巧合。我不知道为什么。

【解决方案2】：

内存中的向量向量看起来不是这样的：

|---------|---------|---------|---------|...   (where "-" is one element)
     0         1         2         3

而是像这样：

|->0x48267a70|->0x894753b2|->0xb8cc92f0|->0x22d8cc71|...

（每个向量都有一个指向其内部数据的指针，当增长超过已分配的内存量时，该指针将被重新分配）。

您所做的是获取第一个向量的内部缓冲区的地址，并在耗尽其元素后对其进行过度索引。这是未定义的行为，这就是为什么您的文件中有内存垃圾（但您有相同的机会使程序崩溃）。

您可以通过迭代将存储的向量一一写入文件。采用更惯用的 C++ 风格：

std::ofstream outfile("e:\\test.dat", std::ios::binary | std::ios::out);
if (!outfile.is_open()) ... // handle error

for (std::vector<std::vector<unsigned char> >::iterator it = v2D.begin();
     it != v2D.end();
     ++it)
{
    outfile.write(&it->front(), it->size() * sizeof(unsigned char));
}

或者，在 C++11 中，上面将如下所示：

for (auto& it : v2D) 
{
    outfile.write(&it.front(), it.size() * sizeof(unsigned char)); 
}

在这两种情况下，都应该处理ios_base::failure 异常。

【讨论】：

当你使用 C++11 的 range-based for 循环时，循环变量将是 std::vector<unsigned char>，而不是迭代器，这意味着 it->front() 应该实际上是it.front()（同样是it.size()）。
另外，使用引用避免复制：for (auto & v : v2D) { outfile.write(&v.front(), v.size() * sizeof(unsigned char)); }
@Tamás Szelei：非常感谢。先生/女士。 Nawaz 和您好心地建议我应该使用外循环来确保将 2D 矢量正确写入文件。我将纠正我对vector和其他STL容器的存储（自我管理）的误解。谢谢！

【解决方案3】：

做二维矩阵主要有两种方式：通过定义一个 n*m 内存区域或通过具有指向 m 个向量的 n 个指针的列表。你有后者的变体。

您正在做的是将矢量数据列表写入文件...您的数据不连续，因此您正在将“矢量”类实例数据写入文件。

您可以将每个子向量一个一个地写入，或者使用 1920 * 1080 的单个向量，并像您一样写入文件。

【讨论】：