c++ - 在 C++ 中将结构写入字符串流

Question

我有一些结构:

struct dHeader
{
    uint8_t    blockID;
    uint32_t   blockLen;
    uint32_t   bodyNum;
};
struct dBody
{
    char       namestr[10];
    uint8_t    blk_version;
    uint32_t   reserved1;
}

我有一个字符串流:

std::stringstream Buffer(std::iostream::in | std::iostream::out);

我想用

将一个 dHdr 和多个 dBody 结构写入 Buffer

Buffer << Hdr1;
Buffer << Body1;
Buffer << Body1;

我得到错误:

error: no match for 'operator<<' in 'Buffer << Hdr1'

如果我尝试:

Buffer.write(reinterpret_cast<char*>(&Hdr1), sizeof(dbHdr1));
Buffer.write(reinterpret_cast<char*>(&Body1), sizeof(Body1));
Buffer.write(reinterpret_cast<char*>(&Body2), sizeof(Body2));

我对打包和内存对齐感到困惑。

• 将结构写入字符串流的最佳方法是什么？
• 并阅读将字符串流转换为常规字符串？

Answer 1

对于您的每个结构，您需要定义类似于此的内容:

struct dHeader
{
    uint8_t    blockID;
    uint32_t   blockLen;
    uint32_t   bodyNum;
};

std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const dHeader& h)
{
     return out << h.blockID << " " << h.blockLen << " " << h.bodyNum;
}

std::istream& operator>>(std::istream& in, dHeader& h) // non-const h
{
    dHeader values; // use extra instance, for setting result transactionally
    bool read_ok = (in >> values.blockID >> values.blockLen >> values.bodyNum);

    if(read_ok /* todo: add here any validation of data in values */)
        h = std::move(values);
    /* note: this part is only necessary if you add extra validation above
    else
        in.setstate(std::ios_base::failbit); */
    return in;
}

(其他结构类似)。

编辑:无缓冲的读/写实现具有以下缺点:

• 未格式化；对于小型实用程序应用程序来说，这可能不是问题，如果您控制它的编译和运行位置，但通常情况下，如果您获取序列化数据并在不同的体系结构上运行/编译应用程序，您将遇到字节顺序问题；您还需要确保您使用的类型不依赖于架构(即继续使用 uintXX_t 类型)。

• 它很脆；实现取决于仅包含 POD 类型的结构。如果您稍后将 char* 添加到您的结构中，您的代码将进行相同的编译，只是暴露未定义的行为。

• 它是模糊的(您的代码的客户希望看到为 I/O 定义的接口(interface)，或者假设您的结构不支持序列化)。通常，没有人认为“也许我可以序列化，但使用无缓冲的 I/O”——至少在作为自定义结构或类实现的客户端时不会。

通过添加 I/O 流运算符，根据无缓冲读取和写入实现，可以改善这些问题。

上述运算符的示例代码:

std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const dHeader& h)
{
     out.write(reinterpret_cast<char*>(&h), sizeof(dHeader));
     return out;
}

std::istream& operator>>(std::istream& in, dHeader& h) // non-const h
{
    dHeader values; // use extra instance, for setting result transactionally
    bool read_ok = in.read( reinterpret_cast<char*>(&values), sizeof(dHeader) );

    if(read_ok /* todo: add here any validation of data in values */)
        h = std::move(values);
    /* note: this part is only necessary if you add extra validation above
    else
        in.setstate(std::ios_base::failbit); */
    return in;
}

这集中了接口(interface)后面的代码(即，如果您的类不再支持无缓冲写入，您将不得不更改一个地方的代码)，并使您的意图显而易见(为你的结构)。它仍然很脆，但不那么脆了。