什么是习惯性的C++ 17标准读取二进制文件的方法？

Question

通常我会使用C样式文件IO,但我正在尝试一种现代C++方法,包括使用C++ 17特定的功能std::byte和std::filesystem.

将整个文件读入内存,传统方法:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

char *readFileData(char *path)
{
    FILE *f;
    struct stat fs;
    char *buf;

    stat(path, &fs);
    buf = (char *)malloc(fs.st_size);

    f = fopen(path, "rb");
    fread(buf, fs.st_size, 1, f);
    fclose(f);

    return buf;
}

将整个文件读入内存,现代方法:

#include <filesystem>
#include <fstream>
#include <string>
using namespace std;
using namespace std::filesystem;

auto readFileData(string path)
{
    auto fileSize = file_size(path);
    auto buf = make_unique<byte[]>(fileSize);
    basic_ifstream<byte> ifs(path, ios::binary);
    ifs.read(buf.get(), fileSize);
    return buf;
}

这看起来对吗？这可以改善吗？

Answer 1

我个人更喜欢std::vector<std::byte>使用,std::string除非您正在阅读实际的文本文档.问题make_unique<byte[]>(fileSize);在于您立即丢失数据的大小并且必须在单独的变量中携带它.它可能比std::vector<std::byte>给定的快一小部分,它不会初始化为零.但我认为这可能总是被读取磁盘所花费的时间所掩盖.

所以对于二进制文件,我使用这样的东西:

std::vector<std::byte> load_file(std::string const& filepath)
{
    std::ifstream ifs(filepath, std::ios::binary|std::ios::ate);

    if(!ifs)
        throw std::runtime_error(filepath + ": " + std::strerror(errno));

    auto end = ifs.tellg();
    ifs.seekg(0, std::ios::beg);

    auto size = std::size_t(end - ifs.tellg());

    if(size == 0) // avoid undefined behavior 
        return {}; 

    std::vector<std::byte> buffer(size);

    if(!ifs.read((char*)buffer.data(), buffer.size()))
        throw std::runtime_error(filepath + ": " + std::strerror(errno));

    return buffer;
}

这是我所知道的最快的方法.它还避免了确定文件中数据大小的常见错误,因为ifs.tellg()在结束时打开文件后不一定与文件大小相同,ifs.seekg(0)理论上不是找到文件开头的正确方法(即使它在大多数地方都有效).

std::strerror(errno)保证错误消息可以在POSIX系统上运行(应该包括Microsoft但不确定).

显然你可以用std::filesystem::path const& filepath它代替std::string你想要的.

此外,特别是对于pre C++17,您可以使用std::vector<unsigned char>或者std::vector<char>如果您没有或想要使用std::byte.