Qt 學習 之 二進位檔案讀寫

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在上一章中，我們介紹了有關QFile和QFileInfo兩個類的使用。我們提到，QIODevice提供了read()、readLine()等基本的操作。同時，Qt 還提供了更高一級的操作：用於二進位的流QDataStream和用於文字資料流的QTextStream。本節，我們將講解有關QDataStream的使用以及一些技巧。下一章則是QTextStream的相關內容。

QDataStream提供了基於QIODevice的位元據的序列化。資料流是一種二進位流，這種流完全不依賴於底層作業系統、CPU 或者位元組順序（大端或小端）。例如，在安裝了 Windows 平台的 PC 上面寫入的一個資料流，可以不經過任何處理，直接拿到運行了 Solaris 的 SPARC 機器上讀取。由於資料流就是二進位流，因此我們也可以直接讀寫沒有編碼的位元據，例像、視頻、音頻等。

QDataStream既能夠存取 C++ 基本類型，如 int、char、short 等，也可以存取複雜的資料類型，例如自訂的類。實際上，QDataStream對於類的儲存，是將複雜的類分割為很多基本單元實現的。

結合QIODevice，QDataStream可以很方便地對檔案、網路通訊端等進行讀寫操作。我們從代碼開始看起：

QFile file("file.dat");file.open(QIODevice::WriteOnly);QDataStream out(&file);out << QString("the answer is");out << (qint32)42;

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在這段代碼中，我們首先開啟一個名為 file.dat 的檔案（注意，我們為簡單起見，並沒有檢查檔案開啟是否成功，這在正式程式中是不允許的）。然後，我們將剛剛建立的file對象的指標傳遞給一個QDataStream執行個體out。類似於std::cout標準輸出資料流，QDataStream也重載了輸出重新導向<<運算子。後面的代碼就很簡單了：將“the answer is”和數字 42 輸出到資料流（如果你不明白這句話的意思，這可是宇宙終極問題的答案 ;-P 請自行搜尋《銀河系漫遊指南》）。由於我們的 out 對象建立在file之上，因此相當於將宇宙終極問題的答案寫入file。

需要指出一點：最好使用 Qt 整型來進行讀寫，比如程式中的qint32。這保證了在任意平台和任意編譯器都能夠有相同的行為。

我們通過一個例子來看看 Qt 是如何儲存資料的。例如char *字串，在儲存時，會首先儲存該字串包括 \0 結束符的長度（32位整型），然後是字串的內容以及結束符 \0。在讀取時，先以 32 位整型讀出整個的長度，然後按照這個長度取出整個字串的內容。

但是，如果你直接運行這段代碼，你會得到一個空白的 file.dat，並沒有寫入任何資料。這是因為我們的file沒有正常關閉。為效能起見，資料只有在檔案關閉時才會真正寫入。因此，我們必須在最後添加一行代碼：

file.close(); // 如果不想關閉檔案，可以使用 file.flush(); 
重新運行一下程式，就OK了。

我們已經獲得宇宙終極問題的答案了，下面，我們要將這個答案讀取出來：

QFile file("file.dat");file.open(QIODevice::ReadOnly);QDataStream in(&file);QString str;qint32 a;in >> str >> a;

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這段代碼沒什麼好說的。唯一需要注意的是，你必須按照寫入的順序，將資料讀取出來。也就是說，程式資料寫入的順序必須預先定義好。在這個例子中，我們首先寫入字串，然後寫入數字，那麼就首先讀出來的就是字串，然後才是數字。順序顛倒的話，程式行為是不確定的，嚴重時會直接造成程式崩潰。

由於二進位流是純粹的位元組資料，帶來的問題是，如果程式不同版本之間按照不同的方式讀取（前面說過，Qt 保證讀寫內容的一致，但是並不能保證不同 Qt 版本之間的一致），資料就會出現錯誤。因此，我們必須提供一種機制來確保不同版本之間的一致性。通常，我們會使用如下的代碼寫入：

QFile file("file.dat");file.open(QIODevice::WriteOnly);QDataStream out(&file);// 寫入魔術數字和版本out << (quint32)0xA0B0C0D0;out << (qint32)123;out.setVersion(QDataStream::Qt_4_0);// 寫入資料out << lots_of_interesting_data;

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這裡，我們增加了兩行代碼： 
out << (quint32)0xA0B0C0D0; 
用於寫入魔術數字。所謂魔術數字，是二進位輸出中經常使用的一種技術。二進位格式是人不可讀的，並且通常具有相同的尾碼名（比如 dat 之類），因此我們沒有辦法區分兩個二進位檔案哪個是合法的。所以，我們定義的二進位格式通常具有一個魔術數字，用於標識檔案的合法性。在本例中，我們在檔案最開始寫入 0xA0B0C0D0，在讀取的時候首先檢查這個數字是不是 0xA0B0C0D0。如果不是的話，說明這個檔案不是可識別格式，因此根本不需要去繼續讀取。一般二進位檔案都會有這麼一個魔術數字，例如 Java 的 class 檔案的魔術數字就是 0xCAFEBABE，使用二進位查看器就可以查看。魔術數字是一個 32 位的無符號整型，因此我們使用quint32來得到一個平台無關的 32 位無符號整型。

接下來一行， 
out << (qint32)123; 
是標識檔案的版本。我們用魔術數位識別碼檔案的類型，從而判斷檔案是不是合法的。但是，檔案的不同版本之間也可能存在差異：我們可能在第一版儲存整型，第二版可能儲存字串。為了標識不同的版本，我們只能將版本寫入檔案。比如，現在我們的版本是 123。

下面一行還是有關版本的：

out.setVersion(QDataStream::Qt_4_8);

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上面一句是檔案的版本號碼，但是，Qt 不同版本之間的讀取方式可能也不一樣。這樣，我們就得指定 Qt 按照哪個版本去讀。這裡，我們指定以 Qt 4.8 格式去讀取內容。

當我們這樣寫入檔案之後，我們在讀取的時候就需要增加一系列的判斷：

QFile file("file.dat");file.open(QIODevice::ReadOnly);QDataStream in(&file);// 檢查魔術數字quint32 magic;in >> magic;if (magic != 0xA0B0C0D0) {    return BAD_FILE_FORMAT;}// 檢查版本qint32 version;in >> version;if (version < 100) {    return BAD_FILE_TOO_OLD;}if (version > 123) {    return BAD_FILE_TOO_NEW;}if (version <= 110) {    in.setVersion(QDataStream::Qt_3_2);} else {    in.setVersion(QDataStream::Qt_4_0);}// 讀取資料in >> lots_of_interesting_data;if (version >= 120) {    in >> data_new_in_version_1_2;}in >> other_interesting_data;

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這段代碼就是按照前面的解釋進行的。首先讀取魔術數字，檢查檔案是否合法。如果合法，讀取檔案版本：小於 100 或者大於 123 都是不支援的。如果在支援的版本範圍內（100 <= version <= 123），則當是小於等於 110 的時候，按照Qt_3_2的格式讀取，否則按照Qt_4_0的格式讀取。當設定完這些參數之後，開始讀取資料。

至此，我們介紹了有關QDataStream的相關內容。那麼，既然QIODevice提供了read()、readLine()之類的函數，為什麼還要有QDataStream呢？QDataStream同QIODevice有什麼區別？區別在於，QDataStream提供流的形式，效能上一般比直接調用原始 API 更好一些。我們通過下面一段代碼看看什麼是流的形式：

QFile file("file.dat");file.open(QIODevice::ReadWrite);QDataStream stream(&file);QString str = "the answer is 42";QString strout;stream << str;file.flush();stream >> strout;

在這段代碼中，我們首先向檔案中寫入資料，緊接著把資料讀出來。有什麼問題嗎？運行之後你會發現，strout實際是空的。為什麼沒有讀取出來？我們不是已經添加了file.flush();語句嗎？原因並不在於檔案有沒有寫入，而是在於我們使用的是“流”。所謂流，就像水流一樣，它的遊標會隨著輸出向後移動。當使用<<操作符輸出之後，流的遊標已經到了最後，此時你再去讀，當然什麼也讀不到了。所以你需要在輸出之後重新把遊標設定為 0 的位置才能夠繼續讀取。具體程式碼片段如下：

stream << str;stream.device()->seek(0);stream >> strout;

http://blog.csdn.net/u013007900/article/details/46459613

Qt 學習 之 二進位檔案讀寫