如何在 C++ 中正确地将向量写入二进制文件？答案

【问题标题】：how to correctly write vector to binary file in c++?如何在 C++ 中正确地将向量写入二进制文件？
【发布时间】：2012-12-14 21:14:24
【问题描述】：

感谢 Mats Petersson 对如何将向量复制到数组的解释，这似乎可行。这是代码片段：

#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;
      }

但是我客人这种方法会浪费大量内存并且很麻烦。也许我会考虑用豹猫和其他建议写它先生。谢谢大家的回答。

【问题讨论】：

标准提示：用g++ -Wall -g编译，改进你的代码直到没有给出警告，学习使用gdb和valgrind来调试它。
好吧，我还没有习惯使用终端编译技术。我想我必须以某种方式学习它。感谢您的回复。
那么，也学会使用make，写出你的简单Makefile
好的，非常感谢，我会考虑的。

标签： c++ fstream

【解决方案1】：

要将vector<T> of PODs 存储在文件中，您必须写入向量的内容，而不是向量本身。您可以使用第一个元素的地址&vector[0] 访问原始数据（假设它至少包含一个元素）。要获得原始数据长度，请将向量中的元素数乘以一个元素的大小：

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

当你从文件中读取向量时也是如此；元素计数是文件总大小除以一个元素的大小（假设您只在文件中存储一种类型的 POD）：

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

这仅适用于您可以根据文件大小计算元素数量（如果您只存储一种类型的 POD 或所有向量包含相同数量的元素）。如果你有不同 POD 不同长度的向量，你必须在写入原始数据之前将向量中元素的数量写入文件。

此外，当您在不同系统之间以二进制形式传输数字类型时，请注意endianness。

【讨论】：

【解决方案2】：

您正在写入矢量结构文件，而不是其数据缓冲区。尝试将写入程序更改为：

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

而不是从文件大小计算向量的大小，最好先写向量大小（对象数）。在这种情况下，您可以将其他数据写入同一文件。

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

【讨论】：

你的意思是把sizeof(size)放在最后一行吗？
具体应该是最后一行的sizeof(size_t)，而不是sizeof(size)。

【解决方案3】：

您可能无法以二进制（您正在做的方式）写入任何std::vector，因为该模板包含内部指针，写入和重新读取它们是没有意义的。

一些一般性建议：

不要以二进制形式编写任何 STL 模板容器（如 std::vector 或 std::map），它们肯定包含您真的不想按原样编写的内部指针。如果您确实需要编写它们，请实现自己的写入和读取例程（例如使用 STL 迭代器）。
避免随意使用strcpy。如果名称超过 30 个字符，您的代码将崩溃。至少，请使用strncpy(m_name, name, sizeof(m_name));（但即使这样对于 30 个字符的名称也不会奏效）。实际上，m_name 应该是 std::string。
显式序列化您的容器类（通过处理每个有意义的成员数据）。您可以考虑使用JSON 表示法（或者可能是YAML，或者甚至是XML——我觉得这太复杂所以不推荐）来序列化。它为您提供文本转储格式，您可以使用标准编辑器轻松检查（例如emacs 或gedit）。你会发现很多序列化的免费库，例如jsoncpp 和许多其他人。
学习使用g++ -Wall -g 编译并使用gdb 调试器和valgrind 内存泄漏检测器；也学会使用make和写你的Makefile-s。
利用 Linux 是免费软件的优势，因此您可以查看它的源代码（即使 STL 标头很复杂，您也可能想研究 stdc++ 实现）。

【讨论】：

好的，谢谢你的回答，但我能再问你一次吗？我曾在 Windows 中测试过这段代码，有时它可以工作，有时它会崩溃。
！那又怎样？您的程序有未定义的行为。
我猜你是对的，也许wind*ws的内存管理和安全性没有linux那么严格。

【解决方案4】：

对于函数 read() 和 write()，您需要所谓的“普通旧数据”或“POD”。这基本上意味着类或结构内部必须没有指针，也不能有虚函数。 vector 的实现当然有指针——我不确定虚函数。

您必须编写一个函数来一次存储一个学生（或者将一群学生转换为字节数组 [不是向量] 或类似的数组 - 但这更复杂）。

您不能将非 POD 数据（尤其是指针）写入二进制文件的原因是，当您再次读回数据时，几乎可以肯定的是，内存布局与您写入时相比已经发生了变化。这有点像试图在商店的同一个停车位停车 - 当您下次出现时，其他人将停在入口的第三个位置，因此您必须选择另一个位置。将编译器分配的内存视为停车位，将学生信息视为汽车。

[从技术上讲，在这种情况下，情况更糟 - 你的向量实际上并不包含班级内的学生，这就是你正在写入文件的内容，所以你甚至没有保存有关学生的信息，只是关于他们所在位置的信息（停车位的数量）]

【讨论】：