C++ 按字段读取结构并将结构直接写入流

Question

我正在使用 C++ 和 Visual Studio 2008。假设我有这样的结构:

    struct StructOfInts
    { 
        int a;
        int b;
        int c; 
    };

这应该像这样读取和写入:

    void Read( std::istream& is, StructOfInts& myStruct  )
    {
        is.read( (char*)&myStruct.a, sizeof myStruct.a );
        is.read( (char*)&myStruct.b, sizeof myStruct.b );
        is.read( (char*)&myStruct.c, sizeof myStruct.c );
    }
    void Write( std::ostream& os, StructOfInts& myStuct )
    {
        os.write( (char*)&myStruct, sizeof myStruct );
    }

在读取或写入文件时，上述代码是否会导致某种内存损坏？我所说的内存损坏是指读入的值不正确。我正在尝试确定正在读入的 -1.#QNB 值的来源，并且想知道这是否可能是原因。 另外，如果我使用 pragma pack 打包结构会有什么不同吗？

Answer 1

是的，由于 struct 字段之间可能存在填充，您的代码可能导致读入无效值。让我们使用 struct StructOfInts 的示例，并想象编译器在字段之间插入一些填充，如下所示:

byte  | 0 1 2 3 | 4 5     | 6 7 8 9 | 10 11 12 13
value | field a | padding | field b | field c

然后，当您将结构写入流时，您可能会得到类似的结果

byte | 0  1  2  3   | 4   5   | 6  7  8  9   | 10 11 12 13
char | \0 \0 \0 'a' | '?' '?' | \0 \0 \0 'b' | \0 \0 \0 'c'

如果字段(分别)包含值(int)'a'、(int)'b'、(int)'c'。

然后当您读回这些值时，它看起来像

myStruct->a = int version of \0 \0 \0 'a'
myStruct->b = int version of '?' '?' \0 \0
myStruct->c = int version of \0 'b' \0 \0

这显然不是你想要的。

在搜索了#pragma pack之后，看起来它会对这种情况有所帮助。编译器不会插入填充(尽管它是实现定义的...)，因此这些值(很可能)会被正确读取和写入。

此外，另一件事:如果您在一个系统(计算机/操作系统/编译器)上进行写入，然后在另一个系统中读取数据，那么字节序问题也可能会导致问题。