C++实现读写ini配置文件的示例代码

C/C++
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2023-05-22
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  • 1.概述
  • 2.ini格式语法
  • 3.配置读取
  • 4.demo示例
  • 5.自动生成读取代码

1.概述

配置文件的读取是每个程序必备的功能，配置文件的格式多种多样，例如：ini格式、json格式、xml格式等。其中属ini格式最为简单，且应用广泛。

2.ini格式语法

  • 注释内容采用“#”或者“;”开头。
  • 配置是由一系列的section组成，每个section就是一个关联的配置块，section使用[]包含起来。
  • 每个section下配置的是具体的配置项，每个配置项是使用“=”分隔的key-value对。

下面让我们来看一个简单的示例，假设我们有一个配置文件demo.cfg，它的内容如下所示。

[server]
ip = 127.0.0.1
port = 8088

上面的配置内容中，有一个server的配置节，在这个配置节里有两个配置项，它们分别是ip和port，ip的值为127.0.0.1，port的值为8088。

3.配置读取

知道了ini格式语法之后，就可以根据语法规则来读取配置文件内容了，春哥这里实现了一个非常精简易用的版本，源代码文件config.hpp的内容如下。

#pragma once

#include <fstream>
#include <functional>
#include <string>
#include <unordered_map>

namespace Config {
class Ini {
 public:
  void Dump(std::function<void(const std::string&, const std::string&, const std::string&)> deal) {
    auto iter = cfg_.begin();
    while (iter != cfg_.end()) {
      auto kv_iter = iter->second.begin();
      while (kv_iter != iter->second.end()) {
        deal(iter->first, kv_iter->first, kv_iter->second);
        ++kv_iter;
      }
      ++iter;
    }
  }
  bool Load(std::string file_name) {
    if (file_name == "") return false;
    std::ifstream in;
    std::string line;
    in.open(file_name.c_str());
    if (not in.is_open()) return false;
    while (getline(in, line)) {
      std::string section, key, value;
      if (not parseLine(line, section, key, value)) {
        continue;
      }
      setSectionKeyValue(section, key, value);
    }
    return true;
  }
  void GetStrValue(const std::string& section, const std::string& key, std::string& value, std::string default_value) {
    value = default_value;
    if (cfg_.find(section) == cfg_.end()) {
      return;
    }
    if (cfg_[section].find(key) == cfg_[section].end()) {
      return;
    }
    value = cfg_[section][key];
  }
  void GetIntValue(const std::string& section, const std::string& key, int64_t& value, int64_t default_value) {
    value = default_value;
    if (cfg_.find(section) == cfg_.end()) {
      return;
    }
    if (cfg_[section].find(key) == cfg_[section].end()) {
      return;
    }
    value = atol(cfg_[section][key].c_str());
  }

 private:
  void ltrim(std::string& str) {
    if (str.empty()) return;
    size_t len = 0;
    char* temp = (char*)str.c_str();
    while (*temp && isblank(*temp)) {
      ++len;
      ++temp;
    }
    if (len > 0) str.erase(0, len);
  }
  void rtrim(std::string& str) {
    if (str.empty()) return;
    size_t len = str.length();
    size_t pos = len;
    while (pos > 0) {
      if (not isblank(str[pos - 1])) {
        break;
      }
      --pos;
    }
    if (pos != len) str.erase(pos);
  }
  void trim(std::string& str) {
    ltrim(str);
    rtrim(str);
  }
  void setSectionKeyValue(std::string& section, std::string& key, std::string& value) {
    if (cfg_.find(section) == cfg_.end()) {
      std::unordered_map<std::string, std::string> kv_map;
      cfg_[section] = kv_map;
    }
    if (key != "" && value != "") cfg_[section][key] = value;
  }
  bool parseLine(std::string& line, std::string& section, std::string& key, std::string& value) {
    static std::string cur_section = "";
    std::string nodes[2] = {"#", ";"};  //去掉注释的内容
    for (int i = 0; i < 2; ++i) {
      std::string::size_type pos = line.find(nodes[i]);
      if (pos != std::string::npos) line.erase(pos);
    }
    trim(line);
    if (line == "") return false;
    if (line[0] == '[' && line[line.size() - 1] == ']') {
      section = line.substr(1, line.size() - 2);
      trim(section);
      cur_section = section;
      return false;
    }
    if (cur_section == "") return false;
    bool is_key = true;
    for (size_t i = 0; i < line.size(); ++i) {
      if (line[i] == '=') {
        is_key = false;
        continue;
      }
      if (is_key) {
        key += line[i];
      } else {
        value += line[i];
      }
    }
    section = cur_section;
    trim(key);
    trim(value);
    return true;
  }

 private:
  std::unordered_map<std::string, std::unordered_map<std::string, std::string>> cfg_;
};  // ini格式配置文件的读取
}  // namespace Config

Config命名空间下实现了Ini配置读取类。Load函数用于加载配置文件内容，GetStrValue函数和GetIntValue函数用于获取配置项值并支持设置默认值，Dump函数用于遍历配置文件的内容。由于在解析过程中需要删除字符串中的前导和后导空白符，因此我们还实现了trim函数用于删除前导和后导空白符。

这里重点讲解一下Load函数的逻辑：每次从配置文件中读取一行，然后先去掉注释的内容，接着再判断剩余的内容是一个section头配置，还是section下的key-value配置，再走不同的解析分支。

4.demo示例

以上面配置文件demo.cfg内容的读取为例，示例代码如下。

#include <iostream>

#include "config.hpp"

int main(int argc, char *argv[]) {
  Config::Ini ini;
  ini.Load("./demo.cfg");
  ini.Dump([](const std::string &section, const std::string &key, const std::string value) {
    std::cout << "section[" << section << "],key[" << key << "]->value[" << value << "]" << std::endl;
  });
  return 0;
}

5.自动生成读取代码

如果这次分享的内容到上面demo示例之后就进入尾声的话，那么春哥就太过于标题党了。假设我们的程序有几十项配置内容，如果每一项采用GetIntValue函数或者GetStrValue函数来读取，那么编码工作量还是不小的，并且也容易出错，那么怎么做到提效呢？

其实提效方案并不难想到，我们可以自动生成读取配置项的代码，并生成具体业务配置读取类。下面我们举一个例子，假设我们有一个配置文件mysvr.cfg，它的内容如下。

[server]
ip = 127.0.0.1
port = 8080

[pool]
conn_pool_size = 100

我们手动编写了业务配置读取类代码文件MySvrCfg.hpp，它的内容如下。

#include <string>

#include "config.hpp"

class MysvrCfg {
 public:
  bool Load(std::string file_name) {
    Config::Ini ini;
    if (not ini.Load(file_name)) {
      return false;
    }
    ini.GetIntValue("pool", "conn_pool_size", conn_pool_size_, 0);
    ini.GetIntValue("server", "port", port_, 0);
    ini.GetStrValue("server", "ip", ip_, "");

    return true;
  }
  int64_t conn_pool_size() { return conn_pool_size_; }
  int64_t port() { return port_; }
  std::string ip() { return ip_; }

 public:
  int64_t conn_pool_size_;
  int64_t port_;
  std::string ip_;
};

我们可以发现上面的代码完全可以自动生成。「我们先读取配置的内容，然后使用配置文件的内容作为元数据驱动生成这个MySvrCfg.hpp的内容」。

自动生成业务配置读取类的脚手架工具代码文件configtool.cpp，它的内容如下。

#include <iostream>
#include <regex>
#include <string>

#include "MysvrCfg.hpp"

using namespace std;

int genCfgReadFile(Config::Ini &ini, string file_name) {
  string prefix = "";
  for (size_t i = 0; i < file_name.size(); i++) {
    if (file_name[i] == '.') break;
    if (prefix == "") {
      prefix = toupper(file_name[i]);
    } else {
      prefix += file_name[i];
    }
  }
  string class_name = prefix + "Cfg";
  string output_file_name = prefix + "Cfg.hpp";
  ofstream out;
  out.open(output_file_name);
  if (not out.is_open()) {
    cout << "open " << output_file_name << " failed." << endl;
    return -1;
  }
  string cfg_read_content;
  string class_func_content;
  string class_member_content;
  ini.Dump([&cfg_read_content, &class_func_content, &class_member_content](const string &section, const string &key,
                                                                           const string &value) {
    regex integer_regex("[+-]?[0-9]+");
    if (regex_match(value, integer_regex)) {  // 整数
      cfg_read_content += "    ini.GetIntValue("" + section + "", "" + key + "", " + key + "_, 0);\n";
      class_func_content += "  int64_t " + key + "() { return " + key + "_; }\n";
      class_member_content += "  int64_t " + key + "_;\n";
    } else {
      cfg_read_content += "    ini.GetStrValue("" + section + "", "" + key + "", " + key + "_, "");\n";
      class_func_content += "  std::string " + key + "() { return " + key + "_; }\n";
      class_member_content += "  std::string " + key + "_;\n";
    }
  });
  //
  string content = R"(#include <string>

#include "config.hpp"

class )" + class_name +
                   R"( {
 public:
  bool Load(std::string file_name) {
    Config::Ini ini;
    if (not ini.Load(file_name)) {
      return false;
    }
)" + cfg_read_content +
                   R"(
    return true;
  }
)" + class_func_content +
                   R"(
 public:
)" + class_member_content +
                   "};";
  out << content;
  return 0;
}

int readDemoCfg() {
  MysvrCfg cfg;
  cout << "usage: configtool cfg_file_name" << endl;
  cout << "read demo cfg mysvr.cfg" << endl;
  cfg.Load("./mysvr.cfg");
  cout << "ip = " << cfg.ip() << endl;
  cout << "port = " << cfg.port() << endl;
  cout << "conn_pool_size = " << cfg.conn_pool_size() << endl;
  return 0;
}

int main(int argc, char *argv[]) {
  if (argc == 1) {
    return readDemoCfg();
  }
  if (argc != 2) {
    cout << "usage: configtool mysvr.cfg" << endl;
    return -1;
  }
  Config::Ini ini;
  string file_name = argv[1];
  if (not ini.Load(file_name)) {
    cout << "load " << file_name << " failed." << endl;
    return -1;
  }
  return genCfgReadFile(ini, file_name);
}

在configtool脚手架工具中，「我们先使用Config::Ini类对象读取了配置文件的内容，然后遍历配置文件的内容，生成业务配置读取类中动态变化的代码内容，最后使用模版生成最终的代码」。

脚手架工具configtool的使用也非常简单，直接把配置文件名作为命令行参数传入即可，如果执行configtool时不携带任何参数则会使用生成的类MysvrCfg来读取上面的配置文件mysvr.cfg的内容。

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