一、引言

? 當(dāng)我們編寫代碼：實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接收、讀取文件內(nèi)容等功能時，我們往往要在內(nèi)存中開辟一個輸入緩沖區(qū)(又名：input buffer/讀緩沖區(qū)）來存貯接收到的數(shù)據(jù)。在C++里面我們可以用如下方法開辟輸入緩沖區(qū)。

①使用C語言中的數(shù)組：

char buf[100] = {0};

②使用malloc/new動態(tài)分配內(nèi)存：

char *pBuf = new char[100];

③使用std::string

string sBuf;

④使用vector<char> /?vector<unsigned char>

vector<char> vecBuf(100);

在這里面推薦使用方法④作為輸入緩沖區(qū)。方法①在棧中開辟空間，對于大數(shù)組可能會有棧內(nèi)存不夠的問題。方法②在堆上分配內(nèi)存，但是使用完需要程序員自行手動釋放(delete?pBuf)，而且需要一個額外的變量記錄申請空間的大小。方法③只能處理字符串，不能處理二進(jìn)制數(shù)據(jù)。下面具體闡述使用vector<char>作為輸入緩沖區(qū)的優(yōu)勢。

二、使用vector<char>作為輸入緩沖區(qū)的優(yōu)勢

（一）跟方法①相比，vector<char>可以在程序運(yùn)行時調(diào)整大小

例子1：

main.cpp

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <vector>
#include <windows.h>// 通過stat結(jié)構(gòu)體 獲得文件大小，單位字節(jié)
size_t getFileSize1(const char* fileName) {if (fileName == NULL) {return 0;}// 這是一個存儲文件(夾)信息的結(jié)構(gòu)體，其中有文件大小和創(chuàng)建時間、訪問時間、修改時間等struct stat statbuf;// 提供文件名字符串，獲得文件屬性結(jié)構(gòu)體stat(fileName, &statbuf);// 獲取文件大小size_t filesize = statbuf.st_size;return filesize;
}int main()
{const char *fileName = "test.txt";std::ifstream ifs(fileName);int nFileSize = getFileSize1(fileName);char buf[100] = { 0 };ifs.read(buf, sizeof(buf));printf("%s", buf);return 0;
}

test.txt

hello world!

運(yùn)行效果：

上述的例子中，定義一個大小為100字節(jié)的數(shù)組buf，一次性讀取文件test.txt中的內(nèi)存，并保存到buf里面，然后打印。該代碼存在的問題是：假如文件test.txt中的內(nèi)容非常多，超過數(shù)組的最大容量（100個字節(jié)），則超出數(shù)組容量外（超過100個字節(jié)之外）的數(shù)據(jù)會丟失。針對該問題我們可以嘗試將上述代碼優(yōu)化為例子2。

例子2：

我們將例子1中的語句 char buf[100] = { 0 }; ?修改為：char buf[nFileSize] = { 0 };

結(jié)果編譯報錯了：?

在例子2中，我們嘗試將數(shù)組buf的大小定義為要讀取的文件的大小。很明顯，這樣是不行的，因?yàn)槎x數(shù)組的時候，數(shù)組的大小必須確定，并且得是整型。我們繼續(xù)優(yōu)化代碼。

例子3：

main.cpp

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <vector>
#include <windows.h>// 通過stat結(jié)構(gòu)體 獲得文件大小，單位字節(jié)
size_t getFileSize1(const char* fileName) {if (fileName == NULL) {return 0;}// 這是一個存儲文件(夾)信息的結(jié)構(gòu)體，其中有文件大小和創(chuàng)建時間、訪問時間、修改時間等struct stat statbuf;// 提供文件名字符串，獲得文件屬性結(jié)構(gòu)體stat(fileName, &statbuf);// 獲取文件大小size_t filesize = statbuf.st_size;return filesize;
}int main()
{const char *fileName = "test.txt";std::ifstream ifs(fileName);int nFileSize = getFileSize1(fileName);std::vector<char> vecBuf(nFileSize);ifs.read(&vecBuf[0], vecBuf.size());for (const auto& e : vecBuf){std::cout << e;}return 0;
}

運(yùn)行效果如下：

例子3使用了vector<char>，所以可以在程序運(yùn)行過程中調(diào)整大小（可以用resize()調(diào)整vector大小）。從而解決例子2中的問題?？赡苡行┡笥褧f用方法②“使用malloc/new動態(tài)分配內(nèi)存”，不一樣可以嗎？確實(shí)是可以。但是vector<char>相當(dāng)于對malloc/new進(jìn)行了一層封裝，使用起來更方便。而且不用手動調(diào)用delete函數(shù)釋放內(nèi)存，避免內(nèi)存泄漏。

（二）跟方法②相比，vector<char>提供了各種方法

使用vector::reserve預(yù)分配內(nèi)存
使用vector::size的記錄緩沖區(qū)位置
使用vector::resize增長/清除緩沖區(qū)
使用&your_vector[0]轉(zhuǎn)換為C緩沖區(qū)
使用vector::swap轉(zhuǎn)換緩沖區(qū)所有權(quán)

例子4：

int bufsize = 4096;
char *pBuf = new char[bufsize];
int recv = read(sock, pbuf, bufsize)

例子4是一個網(wǎng)絡(luò)接收的小demo?？梢钥吹绞褂胣ew的方式，需要額外增加一個變量bufsize來存貯緩沖區(qū)的大小。我們可以用vector<char>優(yōu)化如下：

例子5：

std::vector<char> buf(4096); // create buffer with preallocated size
int recv = read( sock, &buf[0], buf.size() );

可以看到vector已經(jīng)提供了size()方法來記錄緩沖區(qū)的大小，不需要再額外增加變量了。所以使用vector<char>更方便，而且離開作用域自動釋放內(nèi)存，不需要手動delete，更安全。

（三）跟方法③相比，vector<char>可以存貯二進(jìn)制數(shù)據(jù)

例子6：

main.cpp

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>using namespace std;int main()
{string strBuf = "abc\0ef";cout << strBuf << endl;std::vector<char> vecBuf = { 'a', 'b', 'c', '\0', 'e', 'f'};for (const auto& e : vecBuf){std::cout << e;}return 0;
}

運(yùn)行效果如下：

?可以看到使用std::string丟失了'\0'之后的數(shù)據(jù)，但是vector<char>不會。所以std::string只能存貯字符串，不能存貯二進(jìn)制數(shù)據(jù)。二進(jìn)制數(shù)據(jù)中可能會包含0x00（即：'\0'），剛好是字符串結(jié)束標(biāo)志，使用std::string會有截斷問題。所以對于二進(jìn)制數(shù)據(jù)的保存（比如保存圖片，網(wǎng)絡(luò)接收）我們得要用vector<char>，不要用string。

三、總結(jié)

綜上所述。我們首選vector<char>作為輸入緩沖區(qū)。

參考：

What is the advantage of using vector<char> as input buffer over char array?

How do I use vector as input buffer for socket in C++

A more elegant way to use recv() and vector<unsigned char>

What are differences between std::string and std::vector<char>?