尝试使用重载运算符读取二进制文件时出现分段错误 >>

Question

我正在尝试读取一个用类似代码创建的二进制文件：

#include <list>
#include <string>
#include <bitset>
#include <fstream>

struct Node {
  char data;
  int frequency;

  friend std::istream& operator>>(std::istream& input, Node& e) {
    input.read(&e.data, sizeof(e.data));
    input.read(reinterpret_cast<char*>(e.frequency), sizeof(e.frequency));
    return input;
  };

  friend std::ostream& operator<<(std::ostream& output, const Node& e) {
    output.write(&e.data, sizeof(e.data));
    output.write(reinterpret_cast<const char*>(&e.frequency), sizeof(e.frequency));
    return output;
  };
};

int main() {
  std::list<struct Node> list;

  for(char i='a'; i<='z'; i++) {
    struct Node n;
    n.data = i;
    n.frequency = 1;
    list.push_back(n);
  }

  std::string encoded_file = "";

  for(int i=0; i<100; i++) {
    encoded_file = encoded_file + "101010";
  }

  std::fstream output;
  output.open("output.txt", std::ios_base::out | std::ios_base::binary);

  if (output.is_open()) {
    output << list.size();
    for(int i=0; i<list.size(); i++) {
      output << list.front();
      list.pop_front();
    }

    for(long unsigned int i=0; i<encoded_file.length(); i+=8) {
      std::string data = encoded_file.substr(i, 8);
      std::bitset<8> b(data);
      unsigned long x = b.to_ulong();
      unsigned char c = static_cast<unsigned char>( x );
      output << c;
    }
  }

  output.close();

  return 0;
}

此代码似乎工作正常，文件 output.txt 生成没有问题。

但是，当我尝试使用以下代码读取文件时：

#include <list>
#include <string>
#include <bitset>
#include <fstream>
#include <iostream>

struct Node {
  char data;
  int frequency;

  friend std::istream& operator>>(std::istream& input, Node& e) {
    input.read(&e.data, sizeof(e.data));
    input.read(reinterpret_cast<char*>(e.frequency), sizeof(e.frequency));
    return input;
  };

  friend std::ostream& operator<<(std::ostream& output, const Node& e) {
    output.write(&e.data, sizeof(e.data));
    output.write(reinterpret_cast<const char*>(&e.frequency), sizeof(e.frequency));
    return output;
  };
};

int main() {
  std::list<struct Node> list;
  std::string encoded_file = "";

  std::fstream input;
  input.open("output.txt", std::ios_base::in | std::ios_base::binary);

  if (input.is_open()) {
    std::cout << "1" << std::endl;
    int size = 0;
    input >> size;
    std::cout << "size: " << size << std::endl;

    for(int i=0; i<size; i++) {
      Node node;
      input >> node;
      std::cout << node.data << " (" << node.frequency << ")" << std::endl;
      list.push_back(node);
    }
    std::cout << "2" << std::endl;

    char c;
    while(input.get(c)) {
      std::bitset<8> b(c);
      encoded_file = encoded_file + b.to_string();
    }
    std::cout << "3" << std::endl;
  }

  input.close();

  return 0;
}

我遇到了分段错误。当我尝试执行 input >> node; 时发生错误。我检查了一下，显然当程序进入Node::operator>>时，读取了e.data，但没有读取频率。

任何人都可以告诉我如何解决这个问题吗？

Answer 1

您的 Node::operator>> 中有错字。阅读 e.frequency 时，您缺少一个 &:

input.read(reinterpret_cast<char*>(&e.frequency), sizeof(e.frequency));
                                   ^

那是我的中的错字，您是从哪里获得此代码的。我已经纠正了那个错误。

话虽如此，我发现您的代码中还有其他问题。

您正在以二进制模式创建文件，但并未将所有内容都作为二进制值流式传输到其中。只有您的 Node class 以二进制形式流式传输，但您的其他值以文本形式流式传输。不要混合格式方案。

output << list.size() 和 output << c 正在执行格式化 I/O。对于二进制 I/O，使用 write() 而不是 operator<<，例如：

size_t size = list.size();
output.write(reinterpret_cast<char*>(&size), sizeof(size));
...
unsigned char c = ...;
output.write(reinterpret_cast<char*>(&c), sizeof(c));

然后在读取文件时逆向进行，eg:

input.read(reinterpret_cast<char*>(&size), sizeof(size));
...
unsigned char c;
while(input.read(reinterpret_cast<char*>(&c), sizeof(c))) {
     ...
}

此外，在创建文件的代码中，第一个 for 循环是错误的。您正在修改 list 并循环遍历它，从而影响它的 size()。所以你最终跳过了列表中的节点。您应该使用迭代器而不是索引进行迭代，并且根本不修改列表，例如：

for(std::list<Node>::const_iterator iter = list.cbegin(); iter != list.cend(); ++iter) {
    output << *iter;
}

或更简单：

for(const auto &item : list) {
    output << item;
}

尝试使用重载运算符读取二进制文件时出现分段错误 >>

segmentation fault when try reading binary file using overloaded operator >>

c++

struct

operator-overloading

fstream

binary-data