c++ - 字节输出到二进制文件C++

Question

我正在编写 Huffman 编码，一切正常，直到我尝试将结果保存到存档文件中。我们的老师让我们用这样的函数来做(每次都需要一点，取8个之后应该输出一个字节):

long buff=0;
int counter=0;
std::ofstream out("output", std::iostream::binary);

void putbit(bool b)
{
    buff<<=1;
    if (b) buff++;
    counter++;
    if (counter>=8)
    {
        out.put(buff);

        counter=0;
        buff=0;    
    }
}

我尝试了一个输入这样的位序列的例子:

0011001011001101111010010001000001010101101100

但是二进制模式的输出文件只包括:1111111

因为 buff 变量有正确的数字 (25 102 250 68 21 108) 我建议我在我的笔记本中写错了代码，这一行有问题:

out.put(buff);

我试图用这一行删除它:

out << buff;

但得到:1111111111111111另一种方式是:

out.write((char *) &buff, 8);

给出:

100000001000000010000000100000001000000010000000

它看起来最接近正确答案，但仍然无法正常工作。

也许我对文件输出有些不理解。

问题:

你能解释一下如何让它工作以及为什么以前的变体是错误的吗？

更新:输入来自这个函数:

void code(std::vector<bool> cur, std::vector<bool> sh, std::vector<bool>* codes, Node* r)
{
    if (r->l)
    {
        cur.push_back(0);
        if (r->l->symb)
        {
            putbit(0);
            codes[(int)r->l->symb] = cur;

            for (int i=7; i>=0; i--)
            {
                if ((int)r->l->symb & (1 << i))
                putbit(1);
                else putbit(0);
            }
        }
        else
        {
        putbit(0);
        code(cur, sh, codes, r->l);
        }
        cur.pop_back();
    }
    if (r->r)
    {
        cur.push_back(1);
        if (r->r->symb)
        {
            putbit(1);
            codes[(int)r->r->symb] = cur;

            for (int i=7; i>=0; i--)
            {
                if ((int)r->r->symb & (1 << i))
                putbit(1);
                else putbit(0);
            }
        }
        else
        {
        putbit(1);
        code(cur, sh, codes, r->r);
        }
        cur.pop_back();
    }
}

Answer 1

事实是，您的 putbit 函数正在运行(虽然它很糟糕，但您使用了全局变量并且您的缓冲区应该是 char)。例如，这就是我测试您的功能的方式。

out.open( "outfile", std::ios::binary ); 
if ( out.is_open() ) {
    putbit(1);
    putbit(1);
    putbit(0);
    putbit(1);

    putbit(0);
    putbit(1);
    putbit(0);
    putbit(0);

    out.close();
}

这应该以十六进制输出 1101 0100 或 d4。

我认为这是一个 XY 问题。您要解决的问题不在 putbit 函数中，而是在您使用它的方式和您的算法中。

您说过在将数据放入输出文件之前您拥有正确的值。 stackoverflow 里有很多和你类似的问题，自己去找吧。

真正的问题是putbit函数不足以解决你的问题。你依赖这样一个事实，它会在你调用它 8 次后写入一个字节。如果你写的少于 8 个字节怎么办？此外，您永远不会刷新文件(至少在您发布的代码中)，因此不能保证所有数据都会被写入。

首先您必须了解文件句柄(流)的工作原理。在本地打开文件，检查它是否打开并在完成后关闭它。关闭还保证文件缓冲区中的所有数据都写入文件。

outfile.open( "output", std::ios::binary );
if ( outfile.is_open() ) {
    // ... use file ...
    outfile.close();
}
else {
    // Couldnt open file!
}

其他问题通过编写或使用 BitStream 来解决这个问题。它看起来有点像这样，

class OutBitstream {
public:
    OutBitstream();
    ~OutBitstream(); // close file

    bool isOpen();
    void open( const std::string &file );
    void close(); // close file, also write pending bits

    void writeBit( bool b ); // or putbit, use the names you prefer
    void writeByte( char c );

    void writePendingBits(); // write bits in the buffer they may
    // be less than 8 so you may have to do some padding

private:
    std::ofstream _out;
    char _bitBuffer; //or std::bitset<8>
    int _numbits;
};

有了这个接口(interface)，应该更容易处理位输入。也没有全局变量。希望对您有所帮助。