C++ RIFF WAVE阅读器很痛苦

Question

所以我从来没有真正使用过二进制文件，而我刚刚接触C++。我想读取一个wav文件并将其数据部分输出到txt中（用逗号分隔每个样本的值）。我也设法阅读标题部分，但这段代码在这里并不重要，所以我不会包含它。

我的wav文件以32bps的速度存储IEEE 754标准的数据（浮点数）。我首先将整个wav文件读入char向量，然后尝试使用它。该程序的输出是我期望的结果，我可以通过阅读txt而无任何问题地播放Python中的声音。该程序的速度非常慢（需要几分钟才能完成一个长达几秒的wav文件）。

这是wavReader.cpp：

#include "stdafx.h" 
#include "wavFile.h" 
#include <fstream> 
#include <iostream> 
#include <vector> 

int main() 
{ 
    std::ifstream file("file.wav", std::ios::binary); 
    std::vector<char> buffer((
     std::istreambuf_iterator<char>(file)), 
     (std::istreambuf_iterator<char>())); 
    std::cout << "Loading complete!\n"; 

    WavFile wavFile = setWavFile(buffer); 

    return 0; 
} 

这是wavFile.h：

#pragma once 
#include <iostream> 
#include <vector> 

struct WavFile 
{ 
    uint32_t dataSize; 
}; 

WavFile setWavFile(std::vector<char> buffer); 
uint32_t getUint32(std::vector<char> buffer, std::vector<char>::iterator it); 

这是wavFile.cpp：

#include "stdafx.h" 
#include "WavFile.h" 
#include <fstream> 

WavFile setWavFile(std::vector<char> buffer) { 

    WavFile wavFile; 
    std::vector<char>::iterator it = buffer.begin(); 

    // Beginning of data chunk is marked with "data" 
    it += 4; 
    while (*(it - 4) != 'd' || 
     *(it - 3) != 'a' || 
     *(it - 2) != 't' || 
     *(it - 1) != 'a') 
     it++; 

    wavFile.dataSize = getUint32(buffer, it), it += 4; 
    std::ofstream output("data.txt"); 

    while (it != buffer.end()) 
    { 
     char outputChar[4]; 
     for (int i = 0; i < 4; (i++, it++)) 
      outputChar[i] = *it; 
     char* outputStr = outputChar; 
     char** outputStrPtr = &outputStr; 
     float** outputPtr = reinterpret_cast<float**>(outputStrPtr); 
     output << **outputPtr << ", "; 
     std::cout << static_cast<double>(std::distance(buffer.begin(), it)) * 100/wavFile.dataSize << "\%\n"; 
    } 

    return wavFile; 
} 

uint32_t getUint32(std::vector<char> buffer, std::vector<char>::iterator it) 
{ 
    char outputChar[4]; 
    for (int i = 0; i < 4; (i++, it++)) 
     outputChar[i] = *it; 
    char* outputStr = outputChar; 
    char** outputStrPtr = &outputStr; 
    uint32_t** outputPtr = reinterpret_cast<uint32_t**>(outputStrPtr); 
    return **outputPtr; 
} 

我制作的节目打印进展控制台。请注意，这只适用于具有一个通道的wav文件，并将样本存储在IEEE 754标准中。你可以找到我使用的文件here。我只是一个业余爱好程序员，所以请原谅我，我不知道是什么让我的程序变得很慢......是矢量迭代吗？或者它是与reinterpret_cast有点乱的变量声明？

Answer 1

也许印刷的进度会降低印刷速度？你打印很多。也许你可以尝试仅在百分比的整数值变化时尝试打印，例如：

int lastPercent = -1; 

loop { 
    ... 
    float percent = ...; 
    int integralPercent = (int)percent; 
    if (integralPercent!=lastPercent) { 
    lastPercent = integralPercent; 
    // print percent here 
    } 
} 

Answer 2

你正在读它完全错误的方式。 Wave文件具有RIFF格式。每个文件由RIFF文件头和一系列块组成。

#include <Windows.h> // for DWORD 
#include <MMReg.h> // for PCMWAVEFORMATPCMWAVEFORMAT and FORCC 

struct t_RiffFileHeader 
{ 
    ::FOURCC m_riff;  // must be 'R', 'I', 'F', 'F' 
    ::DWORD m_file_size; // should be less than or equal to the total file zize 
    ::FOURCC m_formtype; // must be 'W', 'A', 'V', 'E' 
}; 
static_assert(12 == sizeof(t_RiffFileHeader), ""); 

因此，您首先阅读此riff标题的12个字节，并验证它是正确的。

size_t remaining_bytes_count(buffer.size()); 
const char * p_cursor(buffer.data()); 
if(remaining_bytes_count <= sizeof(t_RiffFileHeader)) 
{ 
    exit(1); 
} 
const t_RiffFileHeader & riff_header(*reinterpret_cast< const t_RiffFileHeader * >(reinterpret_cast<uintptr_t>(p_cursor))); 
if(static_cast<size_t>(riff_header.m_file_size) < sizeof(t_RiffChunkHeader)) 
{ 
    exit(1); 
} 
p_cursor += sizeof(t_RiffFileHeader); 
remaining_bytes_count -= sizeof(t_RiffFileHeader); 

然后你继续阅读块。

struct t_RiffChunkHeader 
{ 
    ::FOURCC m_id;   
    ::DWORD m_chunk_content_size; 
}; 
static_assert(8 == sizeof(t_RiffFileHeader), ""); 

你读块头部，然后根据块ID读取m_chunk_content_size字节的数据：

• 'f', 'm', 't', ' '块典型地是第一和应包含PCMWAVEFORMAT结构描述数据的wav;
• 'd', 'a', 't', 'a'块包含音频数据;
• 其他块可以跳过。

如果你已经完成了最后一个块的读取，但文件结束还没有到达，那么最有可能是附加了另一个RIFF文件。由于32位长度限制，大文件通过连接几个较小的RIFF文件来构建。