在C ++中向文件写入不同的结构？ [关闭]

Question

我需要一种将三种不同类型的结构写入二进制文件的方法，以后必须对其进行搜索。 （例如，在struct A中有两个字段，一个int和一个char；在struct B中有int和long；我需要输出所有int等于键盘给定的结构）。

我知道如何将相同类型的结构写入文件以及如何搜索它们，但是我只是迷路了，我想到的最好的事情是声明一个结构，其中包含所有可能需要的字段，并保留我不需要的字段空，但确实感觉不对，有一种更好的方法可以做到这一点。

我已经读过有关二进制文件的信息，找不到任何相关的东西，大多数示例和教程都涉及编写一种数据类型。 有人能指出我正确的方向吗？

编辑：我正在寻找@Jerry_coffin所谓的数据库模式，并且可能会使用现有数据库系统之一，这可能是最好的方法。 谢谢大家的建议

Answer 1

有两种处理数据的基本方法（您尚未确定适用的方法）：

1. 我认为是文字处理器模型：读入文件，根据需要使用/修改数据，在用户保存时（可能自动，即使用户未明确要求保存）写回所有数据）。
2. 我认为是数据库模式：通常，您不打算立即将整个文件读入内存。 您可以根据需要更新文件的各个部分。 您可以对文件进行结构化以支持或多或少的随机访问。

如果您计划第一个，那么事情很简单。 将三个结构分开保存在内存中。 当您将它们写出时，您会写所有一种类型，然后写所有下一种类型，最后写所有第三种。 您需要在某处有足够的元数据，以便能够正确读回数据。

如果您打算在第二个上，它可能会更复杂。 您可能会遇到以下几种不同的可能性：

1. 将数据分为三个单独的文件，然后分别搜索每个文件。 我知道您说过您需要一个文件，但是如果可以这样做，那可能是最干净的方法。
2. 在您的源代码中，创建这三种类型的联合，并创建一个字段来说明其余类型。 基本上，这只是将特定结构不需要的空间留空了，但是使在外部表示和内部表示之间进行映射稍微容易一些。
3. 建立更接近成熟数据库系统的东西。 基本上，您需要将原始记录写入文件中。 然后，您需要某种索引来告诉每个记录从何处开始。 然后，您可能希望添加至少一个索引，以帮助快速，轻松地查找特定记录。
4. 使用现有的数据库系统。 SQLite是一个显而易见的选择。 另一个鲜为人知的是STXXL 。 显然，SQLite为数据提供了一个SQL接口，这使得支持即席查询之类的东西（如果需要）更加容易。 STXXL提供类似于标准库中容器的接口，但数据存储在磁盘上。 这已经过大量测试和优化。 要匹配其性能，通常需要花费很多精力。

至于哪个更好：取决于。 单独的文件可能是最简单的。 给定特定需求并进行最小的更改，我可能会按照2中的建议设计一个单一类型，如果需要存储大量数据，则可以使用STXXL。 如果您可能需要的查询更加流畅，我可能会考虑使用SQLite。 我将避免编写自己的数据库系统，除非您的需求非常具体且不寻常，因此您会看到极少的努力就可以极大地提高使用性能。 坦白说，我认为这不太可能。

Answer 2

我建议使用protobuf

例如，假设您创建以下protobuf消息。

message binary_info
{
    message struct_1
    {
        required int32 intValue = 1;
        required string strValue = 2;
    }

    message struct_2
    {
        required int32 intValue = 1;
        required uint64 ulongValue = 2;
    }

    message struct_3
    {
        required int32 intValue = 1;
        required uint64 ulongValue = 2;
        required string strValue = 3;
    }

    required struct_1 st1 = 1;
    required struct_2 st2 = 2;
    required struct_3 st3 = 3;
}

让Google protobuf为您创建必要的文件。 请参阅https://developers.google.com/protocol-buffers/docs/overview上的开发人员指南。

（在我的示例中，protoc在通讯/ proto / *处自动生成了message.pb.h和message.pb.cc文件）

然后，您可以编写一个程序来保存和读取文件中的数据

/*
 * main.cpp
 *
 *  Created on: 30/05/2014
 *      Author: ankit
 */

#include "communications/proto/message.pb.h"
#include <iostream>
#include <fstream>


using namespace std;

bool write_data()
{
    binary_info_struct_1* s1 = new binary_info_struct_1();
    s1->set_intvalue(1);
    s1->set_strvalue("string for s1");

    binary_info_struct_2* s2 = new binary_info_struct_2();
    s2->set_intvalue(2);
    s2->set_ulongvalue(2000);

    binary_info_struct_3* s3 = new binary_info_struct_3();
    s3->set_intvalue(3);
    s3->set_ulongvalue(3000);
    s3->set_strvalue("string for s3");

    binary_info b;

    b.set_allocated_st1(s1);
    b.set_allocated_st2(s2);
    b.set_allocated_st3(s3);

    if(!b.IsInitialized())
        return false;

    fstream output("myfile.data", ios::out | ios::binary);
    b.SerializeToOstream(&output);

    return true;
}

void read_data()
{
    fstream input("myfile.data", ios::in | ios::binary);

    binary_info b;
    b.ParseFromIstream(&input);

    cout << "struct 1, int data: " << b.st1().intvalue() << endl;
    cout << "struct 1, string data: " << b.st1().strvalue() << endl;

    cout << "struct 2, int data: " << b.st2().intvalue() << endl;
    cout << "struct 2, ulong data: " << b.st2().ulongvalue() << endl;

    cout << "struct 3, int data: " << b.st3().intvalue() << endl;
    cout << "struct 3, ulong data: " << b.st3().ulongvalue() << endl;
    cout << "struct 3, string data: " << b.st3().strvalue() << endl;
}

int main()
{
    write_data();
    read_data();
    return 0;
}

希望这可以帮助！