在 C++ 中将结构写入字符串流

Question

我有一些结构：

struct dHeader
{
    uint8_t    blockID;
    uint32_t   blockLen;
    uint32_t   bodyNum;
};
struct dBody
{
    char       namestr[10];
    uint8_t    blk_version;
    uint32_t   reserved1;
}

我有一个字符串流：

std::stringstream Buffer(std::iostream::in | std::iostream::out);

我想用

将一个 dHdr 和多个 dBody 结构写入 Buffer

Buffer << Hdr1;
Buffer << Body1;
Buffer << Body1;

我得到错误：

错误：'缓冲区

如果我尝试一下：

Buffer.write(reinterpret_cast<char*>(&Hdr1), sizeof(dbHdr1));
Buffer.write(reinterpret_cast<char*>(&Body1), sizeof(Body1));
Buffer.write(reinterpret_cast<char*>(&Body2), sizeof(Body2));

我对打包和内存对齐感到困惑。

• 将结构写入字符串流的最佳方法是什么？
• 然后阅读 将字符串流转换成常规字符串？

Answer 1

对于每个结构，您需要定义类似于以下内容的内容：

struct dHeader
{
    uint8_t    blockID;
    uint32_t   blockLen;
    uint32_t   bodyNum;
};

std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const dHeader& h)
{
     return out << h.blockID << " " << h.blockLen << " " << h.bodyNum;
}

std::istream& operator>>(std::istream& in, dHeader& h) // non-const h
{
    dHeader values; // use extra instance, for setting result transactionally
    bool read_ok = (in >> values.blockID >> values.blockLen >> values.bodyNum);

    if(read_ok /* todo: add here any validation of data in values */)
        h = std::move(values);
    /* note: this part is only necessary if you add extra validation above
    else
        in.setstate(std::ios_base::failbit); */
    return in;
}

（其他结构类似）。

编辑：无缓冲的读/写实现有以下缺点：

• 未格式化；对于小型实用程序应用程序来说，这可能不是问题，如果您控制它的编译和运行位置，但通常情况下，如果您获取序列化数据并在不同架构上运行/编译应用程序，您将遇到字节序问题；您还需要确保您使用的类型不依赖于架构（即继续使用uintXX_t 类型）。

• 它很脆；实现依赖于仅包含 POD 类型的结构。如果您稍后将 char* 添加到您的结构中，您的代码将编译相同，只是暴露未定义的行为。

• 它是晦涩难懂的（您的代码的客户可能希望看到为 I/O 定义的接口，或者假设您的结构不支持序列化）。通常，没有人认为“也许我可以序列化，但使用非缓冲 I/O”——至少在作为自定义结构或类实现的客户端时不会。

这些问题可以通过添加 i/o 流操作符得到改善，在非缓冲读写方面实现。

上述运算符的示例代码：

std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const dHeader& h)
{
     out.write(reinterpret_cast<char*>(&h), sizeof(dHeader));
     return out;
}

std::istream& operator>>(std::istream& in, dHeader& h) // non-const h
{
    dHeader values; // use extra instance, for setting result transactionally
    bool read_ok = in.read( reinterpret_cast<char*>(&values), sizeof(dHeader) );

    if(read_ok /* todo: add here any validation of data in values */)
        h = std::move(values);
    /* note: this part is only necessary if you add extra validation above
    else
        in.setstate(std::ios_base::failbit); */
    return in;
}

这将代码集中在接口后面（即，如果您的类不再支持无缓冲写入，则必须在 一个 位置更改代码），并使您的意图显而易见（实现序列化你的结构）。它仍然很脆弱，但不那么脆弱了。

Answer 2

您可以为std::ostream::operator<< 提供重载

std::ostream& operator<<(std::ostream&, const dHeader&);
std::ostream& operator<<(std::ostream&, const dBody&);

有关更多信息，请参阅stackoverflow question。