C++ RIFF WAVE 阅读器非常慢

C++ RIFF WAVE reader is painfully slow

本文关键字：非常 RIFF WAVE C++      更新时间：2023-10-16

所以我以前从未真正使用过二进制文件，而且我是C++新手。我想读取一个 wav 文件并将其数据部分输出到 txt 中(用逗号分隔每个样本的值(。我也设法阅读了标题部分，但这段代码在这里并不重要，所以我不会包含它。

我的wav文件以32bps的速度存储在IEEE 754标准(浮点数(中的数据。我首先将整个 wav 文件读入 char 向量，然后尝试使用它。该程序的输出是我期望的，我可以通过在 txt 中读取来在 Python 中播放声音而不会出现问题。该程序非常慢(对于几秒钟长的wav文件，需要几分钟(。

这是wavReader.cpp：

#include "stdafx.h"
#include "wavFile.h"
#include <fstream>
#include <iostream>
#include <vector>
int main()
{
std::ifstream file("file.wav", std::ios::binary);
std::vector<char> buffer((
std::istreambuf_iterator<char>(file)),
(std::istreambuf_iterator<char>()));
std::cout << "Loading complete!n";
WavFile wavFile = setWavFile(buffer);
return 0;
}

这是wavFile.h：

#pragma once
#include <iostream>
#include <vector>
struct WavFile
{
uint32_t dataSize;
};
WavFile setWavFile(std::vector<char> buffer);
uint32_t getUint32(std::vector<char> buffer, std::vector<char>::iterator it);

这是wavFile.cpp：

#include "stdafx.h"
#include "WavFile.h"
#include <fstream>
WavFile setWavFile(std::vector<char> buffer) {
WavFile wavFile;
std::vector<char>::iterator it = buffer.begin();
// Beginning of data chunk is marked with "data"
it += 4;
while (*(it - 4) != 'd' ||
*(it - 3) != 'a' ||
*(it - 2) != 't' ||
*(it - 1) != 'a')
it++;
wavFile.dataSize = getUint32(buffer, it), it += 4;
std::ofstream output("data.txt");
while (it != buffer.end())
{
char outputChar[4];
for (int i = 0; i < 4; (i++, it++))
outputChar[i] = *it;
char* outputStr = outputChar;
char** outputStrPtr = &outputStr;
float** outputPtr = reinterpret_cast<float**>(outputStrPtr);
output << **outputPtr << ", ";
std::cout << static_cast<double>(std::distance(buffer.begin(), it)) * 100 / wavFile.dataSize << "%n";
}
return wavFile;
}
uint32_t getUint32(std::vector<char> buffer, std::vector<char>::iterator it)
{
char outputChar[4];
for (int i = 0; i < 4; (i++, it++))
outputChar[i] = *it;
char* outputStr = outputChar;
char** outputStrPtr = &outputStr;
uint32_t** outputPtr = reinterpret_cast<uint32_t**>(outputStrPtr);
return **outputPtr;
}

我让程序将进度打印到控制台。请注意，这仅适用于具有一个通道并将样本存储在 IEEE 754 标准中的 wav 文件。你可以在这里找到我使用的文件。我只是一个业余程序员，所以请原谅我，我不知道是什么让我的程序这么慢......是矢量迭代吗？还是带有reinterpret_cast的有点凌乱的变量声明？

也许进度打印会减慢它的速度？你打印了很多。也许您可以尝试仅在百分比的整数值发生变化时才打印，例如：

int lastPercent = -1;
loop {
...
float percent = ...;
int integralPercent = (int)percent;
if (integralPercent!=lastPercent) {
lastPercent = integralPercent;
// print percent here
}
}

你读错了。波形文件具有 RIFF 格式。每个文件都由 RIFF 文件头和一系列块组成。

#include <Windows.h> // for DWORD
#include <MMReg.h> // for PCMWAVEFORMATPCMWAVEFORMAT and FORCC
struct t_RiffFileHeader
{
::FOURCC m_riff;      // must be 'R', 'I', 'F', 'F'
::DWORD  m_file_size; // should be less than or equal to the total file zize
::FOURCC m_formtype;  // must be 'W', 'A', 'V', 'E'
};
static_assert(12 == sizeof(t_RiffFileHeader), "");

因此，您首先读取此 riff 标头的 12 个字节并验证它是否正确。

size_t remaining_bytes_count(buffer.size());
const char * p_cursor(buffer.data());
if(remaining_bytes_count <= sizeof(t_RiffFileHeader))
{
exit(1);
}
const t_RiffFileHeader & riff_header(*reinterpret_cast< const t_RiffFileHeader * >(reinterpret_cast< uintptr_t >(p_cursor)));
if(static_cast< size_t >(riff_header.m_file_size) < sizeof(t_RiffChunkHeader))
{
exit(1);
}
p_cursor += sizeof(t_RiffFileHeader);
remaining_bytes_count -= sizeof(t_RiffFileHeader);

然后你继续读取块。

struct t_RiffChunkHeader
{
::FOURCC m_id;        
::DWORD  m_chunk_content_size;
};
static_assert(8 == sizeof(t_RiffFileHeader), "");

您读取区块标头，然后根据区块 ID 读取m_chunk_content_size字节的数据：

  • 'f', 'm', 't', ' '块通常是第一个，应该包含描述 wav 数据PCMWAVEFORMAT结构;
  • 'd', 'a', 't', 'a'块包含音频数据;
  • 可以跳过其他块。

如果您已完成最后一个块的读取，但尚未到达文件结束，则很可能附加了另一个 RIFF 文件。由于 32 位长度限制，大文件是通过连接几个较小的 RIFF 文件来构造的。

相关文章：