C++ 从二进制文件中读回"incorrect"值？
C++ Reading back "incorrect" values from binary file?
我正在处理的项目，作为一种自定义文件格式，由几个不同变量的标题组成，后面是像素数据。我的同事开发了一个GUI，在这里处理、编写、读取和显示这种类型的文件格式都很好。
但我的问题是，虽然我帮助编写了将数据写入磁盘的代码，但我自己无法读取这种文件并获得令人满意的值。我可以读回第一个变量（char数组），但不能读回下面的值。
因此，文件格式与以下结构匹配：
typedef struct {
char hxtLabel[8];
u64 hxtVersion;
int motorPositions[9];
int filePrefixLength;
char filePrefix[100];
..
} HxtBuffer;
在代码中，我创建了一个具有上述结构的对象，然后设置以下示例值：
setLabel("MY_LABEL");
setFormatVersion(3);
setMotorPosition( 2109, 5438, 8767, 1234, 1022, 1033, 1044, 1055, 1066);
setFilePrefixLength(7);
setFilePrefix( string("prefix_"));
setDataTimeStamp( string("000000_000000"));
我打开文件的代码：
// Open data file, binary mode, reading
ifstream datFile(aFileName.c_str(), ios::in | ios::binary);
if (!datFile.is_open()) {
cout << "readFile() ERROR: Failed to open file " << aFileName << endl;
return false;
}
// How large is the file?
datFile.seekg(0, datFile.end);
int length = datFile.tellg();
datFile.seekg(0, datFile.beg);
cout << "readFile() file " << setw(70) << aFileName << " is: " << setw(15) << length << " longn";
// Allocate memory for buffer:
char * buffer = new char[length];
// Read data as one block:
datFile.read(buffer, length);
datFile.close();
/// Looking at the start of the buffer, I should be seeing "MY_LABEL"?
cout << "buffer: " << buffer << " " << *(buffer) << endl;
int* mSSX = reinterpret_cast<int*>(*(buffer+8));
int* mSSY = reinterpret_cast<int*>(&buffer+9);
int* mSSZ = reinterpret_cast<int*>(&buffer+10);
int* mSSROT = reinterpret_cast<int*>(&buffer+11);
int* mTimer = reinterpret_cast<int*>(&buffer+12);
int* mGALX = reinterpret_cast<int*>(&buffer+13);
int* mGALY = reinterpret_cast<int*>(&buffer+14);
int* mGALZ = reinterpret_cast<int*>(&buffer+15);
int* mGALROT = reinterpret_cast<int*>(&buffer+16);
int* filePrefixLength = reinterpret_cast<int*>(&buffer+17);
std::string filePrefix; std::string dataTimeStamp;
// Read file prefix character by character into stringstream object
std::stringstream ss;
char* cPointer = (char *)(buffer+18);
int k;
for(k = 0; k < *filePrefixLength; k++)
{
//read string
char c;
c = *cPointer;
ss << c;
cPointer++;
}
filePrefix = ss.str();
// Read timestamp character by character into stringstream object
std::stringstream timeStampStream;
/// Need not increment cPointer, already pointing @ 1st char of timeStamp
for (int l= 0; l < 13; l++)
{
char c;
c = * cPointer;
timeStampStream << c;
}
dataTimeStamp = timeStampStream.str();
cout << 25 << endl;
cout << " mSSX: " << mSSX << " mSSY: " << mSSY << " mSSZ: " << mSSZ;
cout << " mSSROT: " << mSSROT << " mTimer: " << mTimer << " mGALX: " << mGALX;
cout << " mGALY: " << mGALY << " mGALZ: " << mGALZ << " mGALROT: " << mGALROT;
最后，我看到的是下面。我加了25只是为了再次检查并不是所有的东西都是十六进制的。正如你所看到的，我能够像预期的那样看到标签"MY_label"。但9个motorPositions看起来都可疑，好像地址不是值。文件前缀和数据时间戳（应该是字符串，或者至少是字符）只是空的。
buffer: MY_LABEL M
25
mSSX: 0000000000000003 mSSY: 00000000001BF618 mSSZ: 00000000001BF620 mSSROT: 00000000001BF628 mTimer: 00000000001BF630 mGALX: 00000000001BF638 mGALY: 00000000001BF640 mGALZ: 00000000001BF648 mGALROT: 00000000001BF650filePrefix: dataTimeStamp:
我相信这个解决方案不会太复杂，但我已经到了一个阶段，我只是在旋转，我无法理解事情。
非常感谢您阅读这篇有点长的帖子。
--编辑--
我可能会达到帖子允许的最大长度，但以防万一，我想我应该发布生成我试图读回的数据的代码：
bool writePixelOutput(string aOutputPixelFileName) {
// Write pixel histograms out to binary file
ofstream pixelFile;
pixelFile.open(aOutputPixelFileName.c_str(), ios::binary | ios::out | ios::trunc);
if (!pixelFile.is_open()) {
LOG(gLogConfig, logERROR) << "Failed to open output file " << aOutputPixelFileName;
return false;
}
// Write binary file header
string label("MY_LABEL");
pixelFile.write(label.c_str(), label.length());
pixelFile.write((const char*)&mFormatVersion, sizeof(u64));
// Include File Prefix/Motor Positions/Data Time Stamp - if format version > 1
if (mFormatVersion > 1)
{
pixelFile.write((const char*)&mSSX, sizeof(mSSX));
pixelFile.write((const char*)&mSSY, sizeof(mSSY));
pixelFile.write((const char*)&mSSZ, sizeof(mSSZ));
pixelFile.write((const char*)&mSSROT, sizeof(mSSROT));
pixelFile.write((const char*)&mTimer, sizeof(mTimer));
pixelFile.write((const char*)&mGALX, sizeof(mGALX));
pixelFile.write((const char*)&mGALY, sizeof(mGALY));
pixelFile.write((const char*)&mGALZ, sizeof(mGALZ));
pixelFile.write((const char*)&mGALROT, sizeof(mGALROT));
// Determine length of mFilePrefix string
int filePrefixSize = (int)mFilePrefix.size();
// Write prefix length, followed by prefix itself
pixelFile.write((const char*)&filePrefixSize, sizeof(filePrefixSize));
size_t prefixLen = 0;
if (mFormatVersion == 2) prefixLen = mFilePrefix.size();
else prefixLen = 100;
pixelFile.write(mFilePrefix.c_str(), prefixLen);
pixelFile.write(mDataTimeStamp.c_str(), mDataTimeStamp.size());
}
// Continue writing header information that is common to both format versions
pixelFile.write((const char*)&mRows, sizeof(mRows));
pixelFile.write((const char*)&mCols, sizeof(mCols));
pixelFile.write((const char*)&mHistoBins, sizeof(mHistoBins));
// Write the actual data - taken out for briefy sake
// ..
pixelFile.close();
LOG(gLogConfig, logINFO) << "Written output histogram binary file " << aOutputPixelFileName;
return true;
}
--编辑2（2015年12月9日11:32）--
谢谢你的帮助，我现在离解决这个问题更近了。按照muelleth的答案，我尝试：
/// Read into char buffer
char * buffer = new char[length];
datFile.read(buffer, length);// length determined by ifstream.seekg()
/// Let's try HxtBuffer
HxtBuffer *input = new HxtBuffer;
cout << "sizeof HxtBuffer: " << sizeof *input << endl;
memcpy(input, buffer, length);
然后我可以显示不同的结构变量：
qDebug() << "Slice BUFFER label " << QString::fromStdString(input->hxtLabel);
qDebug() << "Slice BUFFER version " << QString::number(input->hxtVersion);
qDebug() << "Slice BUFFER hxtPrefixLength " << QString::number(input->filePrefixLength);
for (int i = 0; i < 9; i++)
{
qDebug() << i << QString::number(input->motorPositions[i]);
}
qDebug() << "Slice BUFFER filePrefix " << QString::fromStdString(input->filePrefix);
qDebug() << "Slice BUFFER dataTimeStamp " << QString::fromStdString(input->dataTimeStamp);
qDebug() << "Slice BUFFER nRows " << QString::number(input->nRows);
qDebug() << "Slice BUFFER nCols " << QString::number(input->nCols);
qDebug() << "Slice BUFFER nBins " << QString::number(input->nBins);
输出大致如预期：
Slice BUFFER label "MY_LABEL"
Slice BUFFER version "3"
Slice BUFFER hxtPrefixLength "2"
0 "2109"
1 "5438"
...
7 "1055"
8 "1066"
Slice BUFFER filePrefix "-1"
Slice BUFFER dataTimeStamp "000000_000000P"
Slice BUFFER nRows "20480"
Slice BUFFER nCols "256000"
Slice BUFFER nBins "0"
除此之外，长度为13个字符的dataTimeStamp显示的是14个字符。随后的3个变量：nRows、nCols和nBins则不正确。（应为nRows=80、nColls=80和nBins=1000）。我的猜测是，属于dataTimeStamp的第14个字符的比特应该与nRows一起读取，然后级联以产生正确的nCols和nBins。
我已经使用qDebug单独验证了（此处未显示），我在文件中写入的内容确实是我期望的值，以及它们各自的大小。
我个人会尝试从文件中准确读取结构的字节数，即类似的内容
int length = sizeof(HxtBuffer);
然后简单地使用memcpy从读取缓冲区分配一个本地结构：
HxtBuffer input;
memcpy(&input, buffer, length);
然后您可以访问您的数据，例如：
std::cout << "Data: " << input.hxtLabel << std::endl;
为什么要读取缓冲区，而不是使用结构进行读取？
HxtBuffer data;
datFile.read(reinterpret_cast<char *>(&data), sizeof data);
if(datFile && datFile.gcount()!=sizeof data)
throw io_exception();
// Can use data.
如果你想读取chracter缓冲区，那么你获取数据的方式就是错误的。你可能想做这样的事。
char *buf_offset=buffer+8+sizeof(u64); // Skip label (8 chars) and version (int64)
int mSSX = *reinterpret_cast<int*>(buf_offset);
buf_offset+=sizeof(int);
int mSSY = *reinterpret_cast<int*>(buf_offset);
buf_offset+=sizeof(int);
int mSSZ = *reinterpret_cast<int*>(buf_offset);
/* etc. */
或者，稍微好一点（前提是不更改缓冲区的内容）。
int *ptr_motors=reinterpret_cast<int *>(buffer+8+sizeof(u64));
int &mSSX = ptr_motors[0];
int &mSSY = ptr_motors[1];
int &mSSZ = ptr_motors[2];
/* etc. */
请注意，我没有将mSSX、mSSY等声明为指针。您的代码将它们打印为地址，因为您告诉编译器它们是地址（指针）。
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