C++ 从文件流中读取无符号字符

Question

我想从二进制文件中读取无符号字节。 所以我写了下面的代码。

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <vector>
#include <istream>

std::string filename("file");
size_t bytesAvailable = 128;
size_t toRead = 128;

std::basic_ifstream<unsigned char> inf(filename.c_str(), std::ios_base::in | std::ios_base::binary) ;
if (inF.good())
{
    std::vector<unsigned char> mDataBuffer;
    mDataBuffer.resize(bytesAvailable) ;
    inF.read(&mDataBuffer[0], toRead) ;
    size_t counted = inF.gcount() ;
}

这导致读入的字节始终为 0 个字节，如计数变量所示。

网上似乎有参考资料说我需要设置区域设置才能使其工作。 我不清楚具体如何做到这一点。

相同的代码使用数据类型 'char' 而不是 'unsigned char' 工作。

上面使用 unsigned char 的代码似乎可以在 Windows 上工作，但在 colinux Fedora 2.6.22.18 中运行失败。

我需要做什么才能让它在 Linux 上工作？

Answer 1

C++ 确实需要实现仅为两个版本的字符特征提供显式专业化：

std::char_traits<char>
std::char_traits<wchar_t>

流和字符串使用这些特征来计算各种事物，例如 EOF 值、字符范围的比较、字符扩展为字符int 之类的东西。

如果您实例化一个流，例如

std::basic_ifstream<unsigned char>

您必须确保该流可以使用相应的字符特征专门化，并且该专门化确实做了有用的事情。 此外，流使用分面来进行实际的数字格式化和读取。 同样，您也必须手动提供这些专业化。 该标准甚至不要求实现具有主模板的完整定义。 所以你也可能会得到一个编译错误：

错误：无法实例化专业化 std::char_traits。

我会使用 ifstream （这是一个 basic_ifstream），然后读取到 vector。 在解释向量中的数据时，您仍然可以稍后将它们转换为 unsigned char。

Answer 2

不要使用 basic_ifstream，因为它需要专门化。

使用静态缓冲区：

linux ~ $ cat test_read.cpp
#include <fstream>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>


using namespace std;

int main( void )
{
        string filename("file");
        size_t bytesAvailable = 128;

        ifstream inf( filename.c_str() );
        if( inf )
        {
                unsigned char mDataBuffer[ bytesAvailable ];
                inf.read( (char*)( &mDataBuffer[0] ), bytesAvailable ) ;
                size_t counted = inf.gcount();
                cout << counted << endl;
        }

        return 0;
}
linux ~ $ g++ test_read.cpp
linux ~ $ echo "123456" > file
linux ~ $ ./a.out
7

使用向量：

linux ~ $ cat test_read.cpp

#include <fstream>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>


using namespace std;

int main( void )
{
        string filename("file");
        size_t bytesAvailable = 128;
        size_t toRead = 128;

        ifstream inf( filename.c_str() );
        if( inf )
        {

                vector<unsigned char> mDataBuffer;
                mDataBuffer.resize( bytesAvailable ) ;

                inf.read( (char*)( &mDataBuffer[0]), toRead ) ;
                size_t counted = inf.gcount();
                cout << counted << " size=" << mDataBuffer.size() << endl;
                mDataBuffer.resize( counted ) ;
                cout << counted << " size=" << mDataBuffer.size() << endl;

        }

        return 0;
}
linux ~ $ g++ test_read.cpp -Wall -o test_read
linux ~ $ ./test_read
7 size=128
7 size=7

在第一次调用中使用保留而不是调整大小：

linux ~ $ cat test_read.cpp

#include <fstream>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>


using namespace std;

int main( void )
{
        string filename("file");
        size_t bytesAvailable = 128;
        size_t toRead = 128;

        ifstream inf( filename.c_str() );
        if( inf )
        {

                vector<unsigned char> mDataBuffer;
                mDataBuffer.reserve( bytesAvailable ) ;

                inf.read( (char*)( &mDataBuffer[0]), toRead ) ;
                size_t counted = inf.gcount();
                cout << counted << " size=" << mDataBuffer.size() << endl;
                mDataBuffer.resize( counted ) ;
                cout << counted << " size=" << mDataBuffer.size() << endl;

        }

        return 0;
}
linux ~ $ g++ test_read.cpp -Wall -o test_read
linux ~ $ ./test_read
7 size=0
7 size=7

如您所见，如果不调用 .resize( counted )，向量的大小将是错误的。 请记住这一点。
这是一种常见的转换方式，请参阅 cppReference

Answer 3

如果您使用的是 Windows，则可以直接使用：

using ufstream = std::basic_fstream<unsigned char, std::char_traits<unsigned char>>;
ufstream file;

在 Linux 上则没有这样的运气，因为未提供 unsigned_char 方面或区域设置，因此请遵循 @Johannes 方法。

Answer 4

一个更简单的方法：

#include <fstream>
#include <vector>

using namespace std;


int main()
{
    vector<unsigned char> bytes;
    ifstream file1("main1.cpp", ios_base::in | ios_base::binary);
    unsigned char ch = file1.get();
    while (file1.good())
    {
        bytes.push_back(ch);
        ch = file1.get();
    }
    size_t size = bytes.size();
    return 0;
}