C++20: 像Python一样逐行读取文本文件并支持切片操作

server/2024/12/2 13:14:27/

概要

逐行读取文本文件，并提取其中连续的几行，这对于 Python 来说是小菜一碟。 C++ 则很笨拙，语言不自带这些。这次我来拯救 C++ boys & girls，在 C++20 环境下，山寨一个 Python 下的逐行读文本文件、支持 slice 操作的代码，包含基础设施的实现和调用实例代码。

问题是什么？

data.csv

0,11,336,23,370
0,5,370,16,404
1,370,404,410,419
1,435,376,444,402
2,249,409,280,446
2,579,441,632,472

python">filepath = "data.csv"with open(filepath, "r") as f:# print('type(f):', type(f))lines = f.readlines()for line in lines[1:3]:print(line.strip())print('---')for line in lines[3:]:print(line.strip())

对于上述文本文件和 Python 代码，用 C++20 实现一个等效的代码：

基础设施代码，不限制行数
调用代码，尽可能和 Python 代码长得像，比如都是10行以内，切片操作也尽可能的直观

逐行读取文件 - C++ 实现

这个功能比较好实现，返回 vector 就可以了。文件读取使用的是 std::fstream，基于 RAII 思想创建和释放。对于每一行文本的读取，使用 std::getline() 来完成。

#include <fstream>
#include <vector>
#include <string>class TextIOWrapper
{
public:TextIOWrapper(const std::string& filepath){ifs.open(filepath);}~TextIOWrapper(){ifs.close();}std::string readline(){std::string line;std::getline(ifs, line);return line;}std::vector<std::string> readlines(){std::vector<std::string> lines;std::string line;while (std::getline(ifs, line)){lines.emplace_back(line);}return lines;}private:std::ifstream ifs;
};

切片操作 - 基于C++20的实现

对于切片操作： Python 中的 [start:end], C++ 里并不支持； std::ranges 使用的管道操作符 |，可以用作这个目的。

std::ranges 笨拙的地方在于，只提供了 std::ranges::views::drop(start) 或 std::ranges::views::take(end-start) 这样的基础操作，从来不考虑调用者用起来多费劲。。。那么我们自行封装一个：


namespace views {auto slice(size_t start, size_t end) {return std::ranges::views::drop(start) | std::ranges::views::take(end - start);}auto slice(size_t start) {return std::ranges::views::drop(start);}
}

调用代码 - C++

在这里插入图片描述

#include <iostream>int main()
{const std::string filepath = "data.csv";TextIOWrapper fin(filepath);auto lines = fin.readlines();for (auto line : lines | views::slice(1, 3)){std::cout << line << std::endl;}printf("---\n");for (auto line : lines | views::slice(3)){std::cout << line << std::endl;}return 0;
}