为什么使用无符号字符写入二进制文件？为什么不应该使用流运算符写入二进制文件？

Question

我的第一个问题是，为什么习惯上使用无符号字符以二进制模式写入文件？在我见过的所有示例中，在写入二进制文件之前，任何其他数值都会被转换为 unsigned char。

我的第二个问题是，使用流运算符写入二进制文件有什么不好？我听说 read() 和 write() 运算符最适合写入二进制文件，但我不太明白为什么会这样。如果我首先将值转换为无符号字符，则使用流运算符写入二进制文件对我来说效果很好。

float num = 500.5;
ostream file("file.txt", ios::binary);

file << num  // results in gibberish when I try to read the file later
file << (unsigned char)num  // no problems reading the file with stream operators

提前致谢。

Answer 1

chars 是 C/C++ 中最小的类型（根据定义，sizeof( char ) == 1）。这是将对象视为字节序列的常用方法。 unsigned 用于避免有符号算术妨碍，因为它最好地表示二进制内容（0 到 255 之间的值）。

为了操作二进制文件，流提供了read和write函数。插入和提取功能已格式化。它只是偶然为您工作，例如，如果您输出一个带有 << 的整数那么它实际上会输出整数值的文本表示形式，而不是其二进制表示形式。在您提供的示例中，您在输出之前将浮点数转换为无符号字符，实际上将实际值转换为小整数。当您尝试从文件中读回浮点数时，您会得到什么？

Answer 2

因为operator<<的所有重载都被称为格式化函数。它们在写入输出文件之前格式化数据。换句话说，如果您想将二进制数据写入文件，则不能使用它们。可以使用未格式化函数（不格式化数据的函数）将二进制数据写入文件。

std::ostream 提供了一个名为 write() 的未格式化输出函数，具有以下签名：

ostream& write ( const char* s , streamsize n );

它还回答了其他问题：

为什么习惯上使用无符号字符以二进制模式写入文件？

不，这是错误的。函数write()接受const char*，而不是const unsigned char *。

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在线文档介绍了 operator<<：

应用于输出流的该运算符 (<<) 称为插入运算符。它对流执行输出操作，通常涉及某种数据格式（例如将数值写入字符序列）。

它说关于 write()：

这是一个未格式化的输出函数，写入的内容不一定是 C 字符串，因此在数组 s 中找到的任何空字符都会被复制到目标位置，并且不会结束写入过程.

Answer 3

使用 unsigned char 的原因是它可以保证是 unsigned，这在按位运算时非常理想——在操作二进制时可以派上用场数据。您必须记住 char （也称为普通 char）是 将类型与unsigned char分开，并且未指定这是有符号类型还是无符号类型。

最后，流的格式化函数被设计为输出/解析数据的文本、人类可读表示，例如123456789可以< support>1 被表示为九个字符“123456789”，可以容纳九个字节。作为比较，0x75BCD15 等可能的二进制表示可以容纳四个字节，其紧凑程度是其两倍多。

您所做的事情成功并不完全出乎意料，因为某个东西是否是二进制文件仅取决于您正在对它所做的事情。如果您将文本写入文件，稍后检索该文本是正常的。

¹：取决于例如语言环境，这是特定于格式化函数的另一个功能。