使用 c++ 将 large int 写入磁盘

Question

我有很多 20 字节整数想要写入磁盘。我使用 GMP mpz_class 将它们存储在 ram 中，

我尝试使用以下测试代码，但文件中的 20x 0 不是预期的 00000000 00000000 00000000 00000000 21F882C7

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include <gmpxx.h>
using namespace std;

int main() {
    mpz_class userId;
    userId="569934535";

    //open user file
    string fileName= "test.bin";
    ofstream mapFile(fileName,ios::binary);

    //save userId
    mpz_class temp=userId;  //copy so original not destroyed(never reused in example but in real life it would)
    unsigned int bytes[20];
    for (unsigned char i=0;i<20;i++) {
        mpz_class t=temp%256;
        bytes[19-i]=t.get_ui();
        temp/=256;
    }
    mapFile.write((char*)&bytes,20);//expecting to write 00000000 00000000 00000000 00000000 21F882C7
    mapFile.close();

    return 0;
}

我是新的到 c++ 我错过了什么？如果有更好的方法来做到这一点，还有什么建议吗？

编辑 1：

感谢您的评论指出我在应该使用 char 的地方使用了 int。但更好的是 @kelalaka 指出 mpz_class 有一个内置函数，它让我有 2 个不同的选项

下面是 mpz_out_raw 的替代品，除了它需要一个 mpz_class 作为输入而不是 mpz_t op 假设您始终使用少于 256 个字节，则每个写入的数字可节省 3 个字节，但速度要慢 5 倍。

void nonStandard(FILE *stream, mpz_class op) {
    unsigned char length=0;
    unsigned char bytes[127];
    while (op>0) {
        mpz_class t=op%256;
        bytes[length+1]=t.get_ui();
        op/=256;
        length++;
    }
    unsigned char buffer[length+1];
    buffer[0]=length;
    for (char i=length-1;i>=0;i--) buffer[length-i]=bytes[i];
    fwrite(buffer, sizeof(unsigned char),length+1, stream);
}

Answer 1

事实证明 gmp 有一个将数字写入文件流 mpz_out_raw 的函数，但是它使用 4 字节长度值，这对我来说已经过时了，所以我编写了一个类似的函数，仅使用 1 字节长度价值。虽然我的函数保存了 3 个字节的存储数据，但运行时间比本机函数长 5 倍，因此可能不需要。

下面是我的函数 nonStandard 和一个测试其速度的示例脚本。它将向磁盘写入 1000000 个数字并记录所花费的时间。

#include <iostream>
#include <string>
#include <gmpxx.h>
using namespace std;

#include <chrono>
#include <thread>

using Clock = std::chrono::steady_clock;
using std::chrono::time_point;
using std::chrono::duration_cast;
using std::chrono::milliseconds;
using namespace std::literals::chrono_literals;
using std::this_thread::sleep_for;


/**
 * This function only works with numbers up to 2^1016
 * @param stream
 * @param op
 */
void nonStandard(FILE *stream, mpz_class op) {
    unsigned char length=0;
    unsigned char bytes[127];
    while (op>0) {
        mpz_class t=op%256;
        bytes[length]=t.get_ui();
        op/=256;
        length++;
    }
    unsigned char buffer[length+1];
    buffer[0]=length;
    for (char i=length-1;i>=0;i--) buffer[length-i]=bytes[i]; // NOLINT(cppcoreguidelines-narrowing-conversions)
    fwrite(buffer, sizeof(unsigned char),length+1, stream);
}

int main() {
    mpz_class userId;
    userId="345474756569934535";
    FILE* mapFile = fopen("mpz_out_raw.bin", "wb");



    time_point<Clock> start = Clock::now();
    //test start
    for (int i=0;i<1000000;i++) {
        userId+=7;
        mpz_out_raw(mapFile,userId.get_mpz_t());
    }
    fclose(mapFile);
    //test end
    time_point<Clock> end = Clock::now();
    milliseconds diff = duration_cast<milliseconds>(end - start);
    std::cout << "mpz_out_raw: " << diff.count() << "ms" << std::endl;



    userId="345474756569934535";
    mapFile = fopen("nonStandard.bin", "wb");
    start = Clock::now();
    //test start
    for (int i=0;i<1000000;i++) {
        userId+=7;
        nonStandard(mapFile,userId);
    }
    fclose(mapFile);
    //test end
    end = Clock::now();
    diff = duration_cast<milliseconds>(end - start);
    std::cout << "nonStandard: " << diff.count() << "ms" << std::endl;

    return 0;
}