C++文件读写

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本文介绍C++处理不同编码格式文件的方法，包括识别文件格式、创建不同格式的文件及字符编码间的转换，并提供示例代码。

最近遇到读取不同格式文件，由于C++不是原生支持unicode，读取起来比较麻烦。这篇博客详细介绍了不同编码格式的区别。


常见的类型有：ANSI，utf-8无bom格式，utf-8，usc2 little end，usc2 big end。其中utf8是unicode的一种最常见的实现方式。windows中的宽字符串支持：USC-2 Little End。BOM: Byte Order Mark。UTF-8 BOM又叫UTF-8 签名,其实UTF-8 的BOM对UFT-8没有作用,是为了支援UTF-16,UTF-32才加上的BOM,BOM签名的意思就是告诉编辑器当前文件采用何种编码,方便编辑器识别,但是BOM虽然在编辑器中不显示,但是用cout直接输出的时候会产生一串乱码,在Notepad++中打开可以看到黑色的0xff等字节。因此要跳过头三个字节。


windows下的wchar_t读取的就是UCS2 Little End，通常说的Unicode编码指的是UCS-2 little endian格式编码方式，即直接用两个字节存入字符的Unicode码。windows中C++有3种字符类型，char, wchar_t, TCHAR，最熟悉的char是单字节字符，适用于ANSI编码；wchar_t是双字节的宽字符类型，适用于unicode编码；TCHAR是一个宏，在ANSI坏境下定义为char，unicode坏境下定义为wchar_t。


文件格式:

通过文本文件的文件头(Bom)识别文件格式：
ANSI文件的文件头为空，不需要处理；
UNICODE文件的文件头为0xFF,0xFE共计两个字节，读取时需要偏移两个字节再行读取；
UTF-8文件的文件头为0xEF,0xBB,0xBF共计三个字节，读取时需要偏移三个字节后再行读取； 
#include <string>
#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;

enum FileType
{
	ansi = 0,
	unicode,
	utf8
};

FileType GetFileType(ifstream& infile)
{
	
	FileType type = ansi;
	if (!infile) {
		return ansi;
	}
	if (infile.good()){
		char head[3];
		infile.read(head,sizeof head);

		//utf-8无bom格式无法通过开始字节区分
		cout<<(head[0] & 0xff)<<" "<<(head[1] & 0xff)<<" "<<(head[2] & 0xff)<<endl;
		cout<<head[0]<<head[1]<<head[2]<<endl;

		if ((unsigned char)head[0] == 0xff && (unsigned char)head[1] == 0xfe) {
			type = unicode;
		} else if((unsigned char)head[0] == 0xef && (unsigned char)head[1] == 0xbb 
			&& (unsigned char)head[2] == 0xbf){
			type = utf8;
		}
	}
	return type;
}

（注意：这种方法不能识别 utf-8 无bom格式。）

用C++输入输出流创建不同格式的文件:
如果直接创建一个普通文件则文件格式为ANSI。
如果创建二进制文件：可设置头3个字节来设置文件格式（如果不设置则为：utf-8无bom格式）。 
//-----------------------------------------------
//创建不同格式的文件
//-----------------------------------------------
void CreateFileTest(FileType type,const char* filename)
{
	ofstream out;
	out.open(filename,ios::binary);
	if (!out) {
		return;
	}
	char head[3];
	if (type == utf8) { //utf8有bom
		head[0] = 0xef;
		head[1] = 0xbb;
		head[2] = 0xbf;
		out.write(head,sizeof(head));
		out<<"UTF-8"<<endl;
	} else if (type == unicode) { //ucs-2 little end
		head[0] = 0xff;
		head[1] = 0xfe;
		head[2] = 0;
		cout<<(head[0] & 0xff)<<" "<<(head[1] & 0xff)<<" "<<(sizeof(head[0]) * 2)<<endl;
		out.write(head,sizeof(head[0]) * 2);
		wchar_t* buf = L"UNICODE字符";
		out<<buf<<endl;
	}
	out<<"ANSI OR UTF-8"<<endl; //utf-8无bom
	out.close();
}

不同字符格式之间转换：

用windows.h中的WideCharToMultiByte和MultiByteToWideChar函数。使用CP_ACP代码页就实现了ANSI与Unicode之间的转换，使用CP_UTF8代码页就实现了UTF-8与Unicode之间的转换。
经试验发现，windows控制台，用cout只能输出ANSI字符，用wcout只能输出UCS2（unicode）字符。utf8暂时没找到直接输出到控制台的方法，只好通过二进制直接写入到文件保存为utf8无bom格式（也可自己加3字节头部，变成普通utf8格式）。
ANIS字符和utf-8均为multiBytes，unicode字符为宽字符串(windows下为ucs2 little end)。 
//-----------------------------------------------
//C++不同文件格式之间的转换
//-----------------------------------------------
#include <windows.h>
#include <locale>

//ANSI 转换成 unicode
bool ANSIToUnicode(const char* inStr,wchar_t* outDest,int MaxLen)
{
	int len = 0;
	if (MaxLen <= 0) {
		return false;
	}
	len = ::MultiByteToWideChar(CP_ACP,0,inStr,-1,outDest,MaxLen);
	if (len < 0) {
		len = 0;
	}
	if (len < MaxLen) {
		outDest[len] = 0;
	} else {
		outDest[MaxLen - 1] = 0;
		return false;//溢出
	}
	return true;
}

//unicode转成utf-8无bom格式
bool UnicodeToUtf8(const wchar_t* inDest,char* outStr,int MaxLen)
{
	
	int len = ::WideCharToMultiByte(CP_UTF8,0,inDest,-1,NULL,0,NULL,NULL);//获取长度
	if (len > MaxLen) {
		return false;
	}
	WideCharToMultiByte(CP_UTF8,0,inDest,-1,outStr,len,NULL,NULL);
	outStr[len - 1] = 0;
	return true;
}

//utf-8转换成unicode
bool Utf8ToUnicode(const char* inStr,wchar_t* outDest,int MaxLen)
{
	int len = ::MultiByteToWideChar(CP_UTF8,0,inStr,-1,NULL,NULL);
	if (len > MaxLen) {
		return false;
	}
	::MultiByteToWideChar(CP_UTF8,0,inStr,-1,outDest,len);
	outDest[len - 1] = 0;
	return true;
}

bool UnicodeToANSI(const wchar_t* inStr,char* outDest,int MAxLen)
{
	int len = ::WideCharToMultiByte(CP_ACP,0,inStr,-1,NULL,0,NULL,NULL);
	if (len > MAxLen) {
		return false;
	}
	::WideCharToMultiByte(CP_ACP,0,inStr,-1,outDest,len,NULL,NULL);
	outDest[len - 1] = 0;
	return true;
}

void testANSIUNICODE()
{
	//把ansi转换成unicode
	locale::global(locale("chs"));
	wchar_t unicodebuf[1024];
	memset(unicodebuf,0,sizeof(unicodebuf));
	char* ansibuf = "这是一个字符串，任务是把字符串转换成不同格式";
	cout<<"[ansi]:"<<ansibuf<<endl;
	ANSIToUnicode(ansibuf,unicodebuf,1024);
	wcout<<L"[unicode]:"<<unicodebuf<<endl;

	//把unicode转换成utf8，
	ofstream fout;
	fout.open("UTF8TEST.txt",ios::binary);
	char utf8buf[1024];
	memset(utf8buf,0,sizeof utf8buf);
	UnicodeToUtf8(unicodebuf,utf8buf,1024);
	cout<<"[utf8]:"<<utf8buf<<endl; //控制台输出为乱码
	fout<<utf8buf<<endl; //文件输出正常
	fout.close();
	cout<<endl;
	
	//unicode转换成ansi
	char newansi[1024];
	memset(newansi,0,sizeof(newansi));
	UnicodeToANSI(unicodebuf,newansi,1024);
	cout<<"[依然ansi]："<<newansi<<endl;

	//utf8转换成unicode
	memset(unicodebuf,0,sizeof(unicodebuf));
	Utf8ToUnicode(utf8buf,unicodebuf,1024);
	wcout<<L"[依然unicode]："<<unicodebuf<<endl;
}


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