C # /. NET - Пользовательские форматы двоичных файлов - с чего начать?

Я постараюсь добавить несколько общих советов по созданию переносимого формата двоичных файлов.

Обратите внимание, что изобрести двоичный формат файла - значит задокументировать, как в нем должны идти биты и что они означают. Это не кодирование, а документация.

Теперь подсказки:

1. Решите, что делать с порядком байтов. Хороший и простой способ - решить это раз и навсегда. При использовании на обычном ПК (то есть x86) для сохранения преобразований (производительности) предпочтительнее выбрать вариант с прямым порядком байтов.

2. Создайте заголовок. Да, всегда иметь заголовок. Первые байты файла должны сообщить вам, с каким форматом вы возитесь.

   • Start with magic to be able to recognize your format (ASCII string will do the trick)
   • Добавить версию. Версию вашего формата файла не помешает добавить, и это позволит вам сделать обратную совместимость позже.

3. Наконец, добавьте данные. Теперь формат данных будет конкретным, и он всегда будет соответствовать вашим конкретным потребностям. По сути, данные будут храниться в двоичном образе некоторой структуры данных. Структура данных - это то, что вам нужно придумать.

Если вам нужен произвольный доступ к вашим данным по каким-то индексам, вам подойдут B-деревья чтобы пойти, в то время как, если вам просто нужно много чисел, чтобы записать их все, а затем прочитать их все, «массив» сделает свое дело.

Кроме того, вы можете использовать TLV (тип-длина-значение) концепция прямой совместимости.

Как насчет использования «протокольных буферов»? Разработанный как эффективный, переносимый, совместимый с версиями двоичный формат общего назначения, он предоставляет вам C ++, Java и Python в библиотека Google, а также C #, Perl, Ruby и другие в портах сообщества < / а>?

Обычно для работы с .NET я бы рекомендовал protobuf-net (но как автор я несколько предвзято) - однако, если вы собираетесь использовать другие языки позже, вы можете добиться большего успеха (в долгосрочной перспективе), используя Jon dotnet-protobufs; это даст вам знакомый API для всех платформ (где, поскольку protobuf-net использует идиомы .NET).

Каждый из символов ASCII 0 или 1 занимает несколько бит (как и любой другой символ), поэтому, если вы храните его таким образом, ваш «двоичный» файл будет в несколько раз больше, чем должен быть. В текстовом файле нулей и единиц не совсем двоичный файл :)

Вы можете использовать BinaryWriter для непосредственной записи необработанных данных. в файловый поток. Единственное, что вам нужно выяснить, - это преобразовать ваш формат в памяти (обычно это какой-то граф объектов) в последовательность байтов, которую может использовать BinaryWriter.

Однако, если вас в первую очередь интересует переносимость, я не рекомендую использовать двоичный формат. XML как раз разработан для решения проблемы переносимости и взаимодействия. Это многословный и весомый формат файла, но это компромисс, на который вы идете, чтобы решить эти проблемы за вас. Если удобочитаемый формат отсутствует, Ответ Марка - это то, что вам нужно. Не нужно изобретать колесо портативности!

Это зависит от типа данных, которые вы будете записывать в двоичный файл, и какова цель двоичного файла. Это объект класса или просто запись данных? Если это данные записи, я бы рекомендовал поместить их в формате xml. Таким образом вы можете включить проверку схемы, чтобы убедиться, что файл соответствует вашим стандартам. Как в java, так и в .NET есть инструменты для импорта и экспорта данных из / в формат xml.

Предположим, ваш формат:

    struct Format
    {
        struct Header // 1
        {
            byte a;
            bool b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8;
            string name;
        }
        struct Container // 1...*
        {
            MyTypeEnum Type;
            byte[] data;
        }
    }

    enum MyTypeEnum
    {
        Sound,
        Video,
        Image
    }

Тогда у меня был бы последовательный файл с:

байт // а

байт // b

int // размер имени

char [] // имя (размер которого указан выше, помните, что char в .NET 16 бит)

int // Тип MyTypeEnum

int // размер данных

byte [] // данные (размер которых указан выше)

Затем вы можете повторять последние три строки столько, сколько захотите.

Для чтения вы используете BinaryReader, который поддерживает чтение байтов, целых чисел и серий байтов. Также есть BinaryWriter.

Кроме того, помните, что Microsoft .NET (например, на машине Windows / Intel) является прямым порядком байтов. То же самое с BinaryReader и BinaryWriter.