将十六进制数据输出到文件的正确方法是什么？

Question

我读过有关 [ostream] <<十六进制 << 0x[十六进制值]，但我对此有一些疑问

（1）我使用output.open将我的文件流output定义为十六进制输出文件流("BWhite.bmp",ios::binary);，既然我这样做了，这是否会使 output<< 操作中的 hex 参数多余的？

(2) 如果我有一个整数值，我想存储在文件中，我使用了这个：

int i = 0;
output << i;

我会存储在小端还是大端？ endi-ness 会根据程序执行或编译的计算机而变化吗？

该值的大小是否取决于运行它的计算机？我需要使用十六进制参数吗？

(3) 有没有办法将原始十六进制数字输出到文件中？如果我希望文件具有十六进制数字 43，我应该使用什么？

输出<< 0x43 和输出<<十六进制 << 0x43 都输出 ASCII 4，然后输出 ASCII 3。

输出这些十六进制数字的目的是为 .bmp 文件制作标题。

Answer 1

格式化输出运算符 << 的作用就是：格式化输出。是给弦用的。

因此，std::hex 流操纵器告诉流将数字输出为十六进制格式的字符串。

如果您想输出原始二进制数据，请仅使用未格式化的输出函数，例如basic_ostream::put和basic_ostream::write。

您可以输出这样的 int：

int n = 42;
output.write(&n, sizeof(int));

此输出的字节顺序将取决于体系结构。如果您希望有更多的控制权，我建议如下：

int32_t n = 42;
char data[4];
data[0] = static_cast<char>(n & 0xFF);
data[1] = static_cast<char>((n >> 8) & 0xFF);
data[2] = static_cast<char>((n >> 16) & 0xFF);
data[3] = static_cast<char>((n >> 24) & 0xFF);
output.write(data, 4);

此示例将输出一个 32 位整数作为小端字节序，无论平台的字节序如何。不过，如果 char 已签名，请小心将其转换回来。

Answer 2

你说

“有没有办法将原始十六进制数字输出到文件中？如果我希望文件具有十六进制数字 43，我应该使用什么？”

“原始十六进制数字”将取决于您对位集合所做的解释。考虑以下情况：

 Binary  :    0 1 0 0 1 0 1 0
 Hex     :    4 A
 Octal   :    1 1 2
 Decimal :    7 4
 ASCII   :    J

以上所有内容都代表相同的数字量，但我们对它的解释不同。

因此，您只需将数据存储为二进制格式，即由数字表示的确切位模式。

EDIT1

当您以文本模式打开文件并在其中写入一个数字时，例如您写入 74 （如上例所示），它将被存储为两个 ASCII 字符 <代码>'7' 和 '4' 。为了避免这种情况，以二进制模式 ios::binary 打开文件并使用 write () 写入它。检查 http://courses.cs.vt.edu/~cs2604/ fall00/binio.html#write

Answer 3

输出这些十六进制数字的目的是为.bmp 文件制作标题。

您似乎对文件的工作方式有很大的误解。

流运算符 << 生成文本（人类可读的输出）。 .bmp 文件格式是一种人类无法读取的二进制格式（可以，但它不太好，如果没有工具我不会读取它）。

您真正想要做的是生成二进制输出并将其放置到文件中：

char   x = 0x43;
output.write(&x, sizeof(x));

这会将十六进制值 0x43 的一个字节数据写入输出流。这就是您想要的二进制表示形式。

我会以小端还是大端存储？ endi-ness 会根据程序执行或编译的计算机而变化吗？

两者都不;您再次输出文本（不是二进制数据）。

int i = 0;
output.write(reinterpret_cast<char*>(&i), sizeof(i)); // Writes the binary representation of i

在这里，您确实需要担心整数值的字节顺序（和大小），这将根据您运行应用程序的硬件而有所不同。对于值 0，不必担心字节顺序，但您应该担心整数的大小。

我会将一些断言添加到我的代码中，以验证架构对于代码来说是否正确。然后让人们担心他们的架构是否不符合要求：

int test = 0x12345678;
assert((sizeof(test) * CHAR_BITS == 32) && "BMP uses 32 byte ints");
assert((((char*)&test)[0] == 0x78) && "BMP uses little endian");

有一系列函数可以帮助您处理字节顺序和大小。

http://www.gnu.org/s/hello/manual /libc/Byte-Order.html

函数：uint32_t htonl (uint32_t hostlong)
该函数将 uint32_t 整数 hostlong 从主机字节顺序转换为网络字节顺序。

// Writing to a file
uint32_t hostValue = 0x12345678;
uint32_t network   = htonl(hostValue);
output.write(&network, sizeof(network));

// Reading from a file
uint32_t network;
output.read(&network, sizeof(network);
uint32_t hostValue = ntohl(network);    // convert back to platform specific value.

// Unfortunately the BMP was written with intel in-mind
// and thus all integers are in liitle-endian.
// network bye order (as used by htonl() and family) is big endian.
// So this may not be much us to you.

最后一件事。当您以二进制格式打开文件 output.open("BWhite.bmp",ios::binary) 时，除了处理行尾序列的方式之外，它不会执行任何流式传输操作代码>.当文件为二进制格式时，输出不会被修改（您放入流中的内容就是写入文件的内容）。如果将流保留在文本模式下，则“\n”字符将转换为行尾序列（定义行尾的操作系统特定字符集）。由于您正在编写二进制文件，您绝对不希望您编写的字符受到任何干扰，因此二进制是正确的格式。但它不会影响您在流上执行的任何其他操作。