我如何读一个文件到一个std::字符串,即,读取整个文件一次?

文本或二进制模式应该由调用者指定。解决方案应该是符合标准的、可移植的和高效的。它不应该不必要地复制字符串的数据,并且应该避免在读取字符串时重新分配内存。

一种方法是统计文件大小,调整std::string和fread()到std::string的const_cast<char*>()'ed data()。这要求std::string的数据是连续的,这不是标准所要求的,但它似乎是所有已知实现的情况。更糟糕的是,如果以文本模式读取文件,std::string的大小可能不等于文件的大小。

一个完全正确的、符合标准的、可移植的解决方案可以使用std::ifstream的rdbuf()构造成std::ostringstream,再从那里构造成std::string。但是,这可能会复制字符串数据和/或不必要地重新分配内存。

是否所有相关的标准库实现都足够智能以避免所有不必要的开销? 还有别的办法吗? 我是否错过了一些已经提供所需功能的隐藏Boost函数?

void slurp(std::string& data, bool is_binary)

当前回答

由于这似乎是一个广泛使用的实用程序,我的方法是搜索并选择已经可用的库,而不是手工制作的解决方案,特别是如果boost库已经在您的项目中链接(链接器标志-lboost_system -lboost_filesystem)。在这里(以及旧的boost版本),boost提供了一个load_string_file实用程序:

#include <iostream>
#include <string>
#include <boost/filesystem/string_file.hpp>

int main() {
    std::string result;
    boost::filesystem::load_string_file("aFileName.xyz", result);
    std::cout << result.size() << std::endl;
}

作为一个优点,这个函数不寻求整个文件来确定大小,而是在内部使用stat()。然而,一个可能可以忽略不计的缺点是,在检查源代码时可以很容易地推断出:字符串不必要地用'\0'字符来调整大小,而'\0'字符是由文件内容重写的。

其他回答

基于CTT解决方案的更新函数:

#include <string>
#include <fstream>
#include <limits>
#include <string_view>
std::string readfile(const std::string_view path, bool binaryMode = true)
{
    std::ios::openmode openmode = std::ios::in;
    if(binaryMode)
    {
        openmode |= std::ios::binary;
    }
    std::ifstream ifs(path.data(), openmode);
    ifs.ignore(std::numeric_limits<std::streamsize>::max());
    std::string data(ifs.gcount(), 0);
    ifs.seekg(0);
    ifs.read(data.data(), data.size());
    return data;
}

有两个重要的区别:

Tellg()不保证返回自文件开始以来的字节偏移量。相反,正如Puzomor Croatia所指出的,它更像是一个可以在fstream调用中使用的令牌。但是Gcount()会返回上次提取的未格式化字节数。因此,我们打开文件,使用ignore()提取并丢弃其所有内容,以获得文件的大小,并基于此构造输出字符串。

其次,我们通过直接写入字符串来避免必须将文件的数据从std::vector<char>复制到std::string。

就性能而言,这应该是绝对最快的,提前分配适当大小的字符串并调用read()一次。有趣的是,在gcc上使用ignore()和countg()而不是ate和tellg()会一点一点地编译成几乎相同的东西。

从几个地方提取信息…这应该是最快最好的方法:

#include <filesystem>
#include <fstream>
#include <string>

//Returns true if successful.
bool readInFile(std::string pathString)
{
  //Make sure the file exists and is an actual file.
  if (!std::filesystem::is_regular_file(pathString))
  {
    return false;
  }
  //Convert relative path to absolute path.
  pathString = std::filesystem::weakly_canonical(pathString);
  //Open the file for reading (binary is fastest).
  std::wifstream in(pathString, std::ios::binary);
  //Make sure the file opened.
  if (!in)
  {
    return false;
  }
  //Wide string to store the file's contents.
  std::wstring fileContents;
  //Jump to the end of the file to determine the file size.
  in.seekg(0, std::ios::end);
  //Resize the wide string to be able to fit the entire file (Note: Do not use reserve()!).
  fileContents.resize(in.tellg());
  //Go back to the beginning of the file to start reading.
  in.seekg(0, std::ios::beg);
  //Read the entire file's contents into the wide string.
  in.read(fileContents.data(), fileContents.size());
  //Close the file.
  in.close();
  //Do whatever you want with the file contents.
  std::wcout << fileContents << L" " << fileContents.size();
  return true;
}

这将宽字符读入std::wstring,但如果您只想要常规字符和std::string,则可以很容易地进行调整。

你可以使用我开发的第一个c++库来做到这一点:

#include "rst/files/file_utils.h"

std::filesystem::path path = ...;  // Path to a file.
rst::StatusOr<std::string> content = rst::ReadFile(path);
if (content.err()) {
  // Handle error.
}

std::cout << *content << ", " << content->size() << std::endl;

如果你有c++ 17 (std::filesystem),也有这种方法(通过std::filesystem::file_size而不是seekg和tellg来获取文件大小):

#include <filesystem>
#include <fstream>
#include <string>

namespace fs = std::filesystem;

std::string readFile(fs::path path)
{
    // Open the stream to 'lock' the file.
    std::ifstream f(path, std::ios::in | std::ios::binary);

    // Obtain the size of the file.
    const auto sz = fs::file_size(path);

    // Create a buffer.
    std::string result(sz, '\0');

    // Read the whole file into the buffer.
    f.read(result.data(), sz);

    return result;
}

注意:如果你的标准库还不完全支持c++ 17,你可能需要使用<experimental/filesystem>和std::experimental::filesystem。你可能还需要用&result[0]替换result.data(),如果它不支持非const std::basic_string数据。

请看类似问题的答案。

为了方便大家,我转发了CTT的解决方案:

string readFile2(const string &fileName)
{
    ifstream ifs(fileName.c_str(), ios::in | ios::binary | ios::ate);

    ifstream::pos_type fileSize = ifs.tellg();
    ifs.seekg(0, ios::beg);

    vector<char> bytes(fileSize);
    ifs.read(bytes.data(), fileSize);

    return string(bytes.data(), fileSize);
}

当对《白鲸记》(Moby Dick, 1.3M)的文本进行平均100次运行时,该解决方案比本文给出的其他答案的执行时间快了约20%。对于一个可移植的c++解决方案来说还不错,我想看看mmap'ing文件的结果;)