istream_iterator 行为误区

Question

目标是从二进制文件中读取16位有符号整数。首先，我将文件作为 ifstream 打开，然后我想使用 [=23 将每个数字复制到一个向量中=]istream_iterator 和 copy 算法。我不明白这段代码有什么问题：

int main(int argc, char *argv[]) {
    std::string filename("test.bin");

    std::ifstream is(filename);
    if (!is) {
        std::cerr << "Error while opening input file\n";
        return EXIT_FAILURE;
    }
    
    std::noskipws(is);
    std::vector<int16_t> v;
    std::copy(
        std::istream_iterator<int16_t>(is),
        std::istream_iterator<int16_t>(),
        std::back_inserter(v)
    );

    //v is still empty
}

这段代码没有产生错误，但在调用 std::copy 之后向量仍然为空。因为我在标准输入模式（“文本”模式）下打开文件，所以我期望 istream_iterator 甚至可以工作如果文件是二进制的。当然，关于这个 class.

的行为，我缺少一些东西

Answer 1

首先，要使用 ifstream 读取二进制文件，您需要以 binary 模式打开文件，而不是文本模式（默认）。否则，读取操作可能会错误解释换行符字节并在平台编码（即 CRLF->LF，反之亦然）之间转换它们，从而破坏您的二进制数据。

其次，istream_iterator使用operator>>，它默认读取并解析格式化文本，这不是读取二进制文件时想要的。您需要改用 istream::read()。但是，没有迭代器包装器（但如果需要，您可以编写自己的包装器）。

试试这个：

int main(int argc, char *argv[]) {
    std::string filename = "test.bin";

    std::ifstream is(filename, std::ifstream::binary);
    if (!is) {
        std::cerr << "Error while opening input file\n";
        return EXIT_FAILURE;
    }

    std::vector<int16_t> vec;
    int16_t value;

    while (is.read(reinterpret_cast<char*>(&value), sizeof(value))) {
        // swap value's endian, if needed...
        vec.push_back(value);
    }

    // use vec as needed...

    return 0;
}

话虽这么说，如果你真的想对二进制文件使用 istream_iterator，那么你将不得不编写自定义 class/struct 来包装 int16_t，然后定义一个operator>> 为该类型调用 read()，例如：

struct myInt16_t {
    int16_t value; 
    operator int16_t() const { return value; }
};

std::istream& operator>>(std::istream &is, myInt16_t &v) {
    if (is.read(reinterpret_cast<char*>(&v.value), sizeof(v.value))) {
        // swap v.value's endian, if needed...
    }
    return is;
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    std::string filename = "test.bin";

    std::ifstream is(filename, std::ifstream::binary);
    if (!is) {
        std::cerr << "Error while opening input file\n";
        return EXIT_FAILURE;
    }

    std::noskipws(is);
    std::vector<int16_t> vec;
    std::copy(
        std::istream_iterator<myInt16_t>(is),
        std::istream_iterator<myInt16_t>(),
        std::back_inserter(vec)
    );

    // use vec as needed...

    return 0;
}

Answer 2

Since I'm opening the file in the standard input mode ("textual" mode), I was expecting istream_iterator to work even if the file is binary.

您在概念上理解错了。由于文件“是二进制文件”¹，你应该不期望istream_iterator工作即使文件以“文本模式”打开²。文件的格式决定了您可以用它做什么；没有工具可以从文件中读取“格式为人类可读文本的数字”，除非文件实际上打算以这种方式读取。您的文件大概打算被读取为“字节对，每个字节代表一个 16 位数值”，因此您需要与该格式兼容的工具。文件 mode 只是拼图的一小部分。

要有意义地遍历文件，您需要以二进制模式打开它（以避免在 Windows 平台上损坏）并且使用一个有能力的工具以您想要的方式解释二进制数据。您还需要确保正确考虑数据。尝试使用像 noskipws 这样的东西是没有意义的，因为 数据没有空白的概念，因为它不代表文本 .

严格来说这并没有什么意思；但通常情况下，说一个文件“是二进制的”表明文件内容 而不是 旨在供人类阅读，并且数值表示为它们在计算机内存中的样子，即直接以256为基数，而不使用字节来表示文本，而文本又使用阿拉伯数字、.符号等来表示一个数字。
“以文本模式”打开文件的含义取决于您使用的语言和平台。在许多语言（包括 C 和 C++）中，它对 Windows（基本上只是就地翻译 CR-LF 序列）和 none（至少，我最后检查过）对 [=54 的影响很小=]-类似平台。在某些（如 Python 3.x）中，它会自动引入将字节转换为表示实际文本的对象的机制，实际上使用编码而不是假装字节“是字符”（它们不是）。

istream_iterator 行为误区

istream_iterator behavior misunderstanding

c++

iterator

istream-iterator

istream

c++11