c++ - 在 C++ 11 中定义二进制文件的结构

Question

因为我必须经常处理二进制文件，所以我希望有一种更抽象的方法来做到这一点，我必须一遍又一遍地执行相同的循环:

• 写标题
• 按给定顺序写入不同类型的 block (具有不同的值集)
• 写一个可选的结束标题

现在我想用小的构建 block 来分解这个问题，想象一下如果我可以写一些像 DTD 对 XML 的定义，一个给定 block 之后或给定语义内可能有什么的定义，所以我可以根据构建 block 而不是十六进制值或类似的东西来考虑我的文件，而且代码将更加“惯用”并且不那么神秘。

最后，语言中有什么东西可以帮助我处理二进制文件吗？

Answer 1

我不确定 C++11 的特定功能，但对于一般的 C++，流使文件 I/O 更容易使用。您可以重载流插入 (<<) 和流提取 (>>) 运算符来实现您的目标。如果您对运算符重载不是很熟悉，请参阅 this site 的第 9 章，这很好地解释了它，还有许多例子。这是特别的 page用于在流上下文中重载 << 和 >> 运算符。

请允许我说明我的意思。假设我们定义了几个类:

1. BinaryFileStream - 表示您尝试写入和(可能)读取的文件。
2. BinaryFileStreamHeader - 表示文件头。
3. BinaryFileStreamChunk - 代表一个 block 。
4. BinaryFileStreamClosingHeader - 表示结束 header 。

然后，您可以在 BinaryFileStream 中重载流插入和提取运算符以写入和读取文件(或任何其他 istream 或 ostream)。

...
#include <iostream> // I/O stream definitions, you can specify your overloads for
                    // ifstream and ofstream, but doing so for istream and ostream is
                    // more general

#include <vector>   // For holding the chunks

class BinaryFileStream
{
public:
...
    // Write binary stream
    friend const std::ostream& operator<<( std::ostream& os, const BinaryFileStream& bfs )
    {
         // Write header
         os << bfs.mHeader;

         // write chunks
         std::vector<BinaryFileStreamChunk>::iterator it;
         for( it = bfs.mChunks.begin(); it != bfs.mChunks.end(); ++it )
         {
             os << (*it);
         }

         // Write Closing Header
         os << bfs.mClosingHeader;

         return os;
    }
...
private:
    BinaryFileStreamHeader             mHeader;
    std::vector<BinaryFileStreamChunk> mChunks;
    BinaryFileStreamClosingHeader      mClosingHeader;
};    

然后您必须做的就是为 BinaryFileStreamHeader、BinaryFileStreamChunk 和 BinaryFileStreamClosingHeader 类设置运算符重载，将它们的数据转换为适当的二进制表示形式。

您可以用类似的方式重载流提取运算符 (>>)，但解析可能需要一些额外的工作。

希望这对您有所帮助。