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C++快速扫描文件的方法

2023-06-30 14:43:33 深夜i -- --

C++ 快速扫描文件方法

在C++编程中，我们经常需要扫描文件来进行数据读取和处理。但是，如果文件太大，就会造成程序运行缓慢，甚至可能导致程序崩溃。所以，如何快速扫描大文件是一个值得关注的问题。

下面是几种C++快速扫描文件的方法。

一、使用内存映射文件

内存映射文件是一种将文件映射到进程内存中的技术。我们可以将整个文件映射到内存中，然后通过内存指针读取和操作文件，从而避免了频繁的磁盘I/O操作。

代码示例：


#include <iostream>
#include <fstream>
#include <Windows.h>
using namespace std;
int main(int argc, char** argv)
{
  HANDLE fileHandle = CreateFileA(argv[1], GENERIC_READ, FILE_SHARE_READ, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);
  if (fileHandle == INVALID_HANDLE_VALUE)
    cout << "Failed to open file!" << endl;
    return -1;
  
  HANDLE mmapHandle = CreateFileMappingA(fileHandle, NULL, PAGE_READONLY, 0, 0, NULL);
  if (mmapHandle == NULL) {
    CloseHandle(fileHandle);
    cout << "Failed to create mapping!" << endl;
    return -1;
  }
  LPVOID dataPtr = MapViewOfFile(mmapHandle, FILE_MAP_READ, 0, 0, 0);
  if (dataPtr == NULL) {
    CloseHandle(mmapHandle);
    CloseHandle(fileHandle);
    cout << "Failed to map file to memory!" << endl;
    return -1;
  }
  // Do something with the mapped file
  UnmapViewOfFile(dataPtr);
  CloseHandle(mmapHandle);
  CloseHandle(fileHandle);
  return 0;
}

二、使用缓冲区读取文件

我们也可以使用缓冲区读取文件，将文件分块读入内存，然后逐块处理。这样就避免了频繁的I/O操作，也可以在处理完一块数据后立即释放缓存，从而避免内存溢出。

代码示例：


#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
int main(int argc, char** argv)
{
  ifstream inputFile(argv[1], ios::binary);
  if (!inputFile.is_open())
    cout << "Failed to open file!" << endl;
    return -1;
  
  // Set buffer size to 1MB
  const int bufferSize = 1024 * 1024;
  char buffer[bufferSize];
  while (inputFile) {
    inputFile.read(buffer, bufferSize);
    // Do something with the buffer
    // Clear buffer
    for (int i = 0; i < bufferSize; i++) {
      buffer[i] = 0;
    }
  }
  inputFile.close();
  return 0;
}

三、使用多线程读取文件

我们还可以利用多线程的能力，将文件分块读入内存，同时对每个块启动一个线程进行处理。这样可以极大地加速文件扫描的速度，同时还能利用多核CPU的性能优势。

代码示例：


#include <iostream>
#include <fstream>
#include <thread>
using namespace std;
const int threadNum = 4;
void readFile(ifstream& inputFile, streampos startPos, streampos endPos)
{
  inputFile.seekg(startPos);
  streamsize size = endPos - startPos;
  char* buffer = new char[size];
  inputFile.read(buffer, size);
  // Do something with buffer
  delete[] buffer;
}
int main(int argc, char** argv)
{
  ifstream inputFile(argv[1], ios::binary);
  if (!inputFile.is_open()) {
    cout << "Failed to open file!" << endl;
    return -1;
  }
  inputFile.seekg(0, ios::end);
  streampos fileSize = inputFile.tellg();
  thread threads[threadNum];
  for (int i = 0; i < threadNum; i++) {
    streampos startPos = i * fileSize / threadNum;
    streampos endPos = (i + 1) * fileSize / threadNum;
    if (i == threadNum - 1) {
      endPos = fileSize;
    }
    threads[i] = thread(readFile, ref(inputFile), startPos, endPos);
  }
  for (int i = 0; i < threadNum; i++) {
    threads[i].join();
  }
  inputFile.close();
  return 0;
}

以上是三种快速扫描大文件的方法，每种方法都有其优缺点，需要根据实际的场景选择适合自己的方法。在实际使用时，我们还需要注意内存占用、多线程同步、异常处理等问题，确保程序稳定性和可靠性。

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