Python 河流图怎么画

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flyingsmiling 2025-01-06 15:33:00

文章标签 Python 河流图怎么画流线动态图python json #include JSON 文章分类 Python 后端开发

在 RapidJSON 中，

内存流
内存流把 JSON 存储在内存之中。
StringStream（输入）
StringStream 是最基本的输入流，它表示一个完整的、只读的、存储于内存的 JSON。它在
// 会包含 "rapidjson/rapidjson.h"
using namespacerapidjson;
// ...
const char json[] = "[1, 2, 3, 4]";
由于这是非常常用的用法，RapidJSON 提供 Document::Parse(const char*) 去做完全相同的事情：
// ...
const char json[] = "[1, 2, 3, 4]";
d.Parse(json);
需要注意，StringStream 是 GenericStringStream > 的 typedef，使用者可用其他编码类去代表流所使用的字符集。
StringBuffer（输出）
StringBuffer 是一个简单的输出流。它分配一个内存缓冲区，供写入整个 JSON。可使用 GetString() 来获取该缓冲区。
#include "rapidjson/stringbuffer.h"
#include 
Writer writer(buffer);
d.Accept(writer);
const char* output = buffer.GetString();
当缓冲区满溢，它将自动增加容量。缺省容量是 256 个字符（UTF8 是 256 字节，UTF16 是 512 字节等）。使用者能自行提供分配器及初始容量。
StringBuffer buffer1(0, 1024); // 使用它的分配器，初始大小 = 1024
StringBuffer buffer2(allocator, 1024);
如无设置分配器，StringBuffer 会自行实例化一个内部分配器。
相似地，StringBuffer 是 GenericStringBuffer > 的 typedef。
文件流
当要从文件解析一个 JSON，你可以把整个 JSON 读入内存并使用上述的 StringStream。
然而，若 JSON 很大，或是内存有限，你可以改用 FileReadStream。它只会从文件读取一部分至缓冲区，然后让那部分被解析。若缓冲区的字符都被读完，它会再从文件读取下一部分。
FileReadStream（输入）
FileReadStream 通过 FILE 指针读取文件。使用者需要提供一个缓冲区。
#include "rapidjson/filereadstream.h"
#include 
using namespacerapidjson;
FILE* fp = fopen("big.json", "rb"); // 非 Windows 平台使用 "r"
char readBuffer[65536];
FileReadStream is(fp, readBuffer, sizeof(readBuffer));
fclose(fp);
与 StringStreams 不一样，FileReadStream 是一个字节流。它不处理编码。若文件并非 UTF-8 编码，可以把字节流用 EncodedInputStream 包装。我们很快会讨论这个问题。
除了读取文件，使用者也可以使用 FileReadStream 来读取 stdin。
FileWriteStream（输出）
FileWriteStream 是一个含缓冲功能的输出流。它的用法与 FileReadStream 非常相似。
#include "rapidjson/filewritestream.h"
#include 
#include 
using namespacerapidjson;
d.Parse(json);
// ...
FILE* fp = fopen("output.json", "wb"); // 非 Windows 平台使用 "w"
char writeBuffer[65536];
FileWriteStream os(fp, writeBuffer, sizeof(writeBuffer));
d.Accept(writer);
fclose(fp);
它也可以把输出导向 stdout。
iostream 包装类
基于用户的要求，RapidJSON 提供了正式的 std::basic_istream 和 std::basic_ostream 包装类。然而，请注意其性能会大大低于以上的其他流。
IStreamWrapper
IStreamWrapper 把任何继承自 std::istream 的类（如 std::istringstream、std::stringstream、std::ifstream、std::fstream）包装成 RapidJSON 的输入流。
#include 
#include 
using namespacerapidjson;
using namespacestd;
ifstream ifs("test.json");
对于继承自 std::wistream 的类，则使用 WIStreamWrapper。
OStreamWrapper
相似地，OStreamWrapper 把任何继承自 std::ostream 的类（如 std::ostringstream、std::stringstream、std::ofstream、std::fstream）包装成 RapidJSON 的输出流。
#include 
#include 
#include 
using namespacerapidjson;
using namespacestd;
d.Parse(json);
// ...
ofstream ofs("output.json");
d.Accept(writer);
对于继承自 std::wistream 的类，则使用 WIStreamWrapper。
编码流
编码流（encoded streams）本身不存储 JSON，它们是通过包装字节流来提供基本的编码／解码功能。
如上所述，我们可以直接读入 UTF-8 字节流。然而，UTF-16 及 UTF-32 有字节序（endian）问题。要正确地处理字节序，需要在读取时把字节转换成字符（如对 UTF-16 使用 wchar_t），以及在写入时把字符转换为字节。
除此以外，我们也需要处理 字节顺序标记（byte order mark, BOM）。当从一个字节流读取时，需要检测 BOM，或者仅仅是把存在的 BOM 消去。当把 JSON 写入字节流时，也可选择写入 BOM。
若一个流的编码在编译期已知，你可使用 EncodedInputStream 及 EncodedOutputStream。若一个流可能存储 UTF-8、UTF-16LE、UTF-16BE、UTF-32LE、UTF-32BE 的 JSON，并且编码只能在运行时得知，你便可以使用 AutoUTFInputStream 及 AutoUTFOutputStream。这些流定义在
注意到，这些编码流可以施于文件以外的流。例如，你可以用编码流包装内存中的文件或自定义的字节流。
EncodedInputStream
EncodedInputStream 含两个模板参数。第一个是 Encoding 类型，例如定义于 UTF8、UTF16LE。第二个参数是被包装的流的类型。
#include "rapidjson/filereadstream.h" // FileReadStream
#include "rapidjson/encodedstream.h" // EncodedInputStream
#include 
using namespacerapidjson;
FILE* fp = fopen("utf16le.json", "rb"); // 非 Windows 平台使用 "r"
char readBuffer[256];
FileReadStream bis(fp, readBuffer, sizeof(readBuffer));
Document d; // Document 为 GenericDocument >
d.ParseStream<0, UTF16LE<> >(eis); // 把 UTF-16LE 文件解析至内存中的 UTF-8
fclose(fp);
EncodedOutputStream
EncodedOutputStream 也是相似的，但它的构造函数有一个 bool putBOM 参数，用于控制是否在输出字节流写入 BOM。
#include "rapidjson/filewritestream.h" // FileWriteStream
#include "rapidjson/encodedstream.h" // EncodedOutputStream
#include 
#include 
Document d; // Document 为 GenericDocument >
// ...
FILE* fp = fopen("output_utf32le.json", "wb"); // 非 Windows 平台使用 "w"
char writeBuffer[256];
FileWriteStream bos(fp, writeBuffer, sizeof(writeBuffer));
typedef EncodedOutputStream, FileWriteStream> OutputStream;
OutputStream eos(bos, true); // 写入 BOM
Writer, UTF8<>> writer(eos);
d.Accept(writer); // 这里从内存的 UTF-8 生成 UTF32-LE 文件
fclose(fp);
AutoUTFInputStream
有时候，应用软件可能需要㲃理所有可支持的 JSON 编码。AutoUTFInputStream 会先使用 BOM 来检测编码。若 BOM 不存在，它便会使用合法 JSON 的特性来检测。若两种方法都失败，它就会倒退至构造函数提供的 UTF 类型。
由于字符（编码单元／code unit）可能是 8 位、16 位或 32 位，AutoUTFInputStream 需要一个能至少储存 32 位的字符类型。我们可以使用 unsigned 作为模板参数：
#include "rapidjson/filereadstream.h" // FileReadStream
#include "rapidjson/encodedstream.h" // AutoUTFInputStream
#include 
using namespacerapidjson;
FILE* fp = fopen("any.json", "rb"); // 非 Windows 平台使用 "r"
char readBuffer[256];
FileReadStream bis(fp, readBuffer, sizeof(readBuffer));
Document d; // Document 为 GenericDocument >
d.ParseStream<0, AutoUTF >(eis); // 把任何 UTF 编码的文件解析至内存中的 UTF-8
fclose(fp);
当要指定流的编码，可使用上面例子中 ParseStream() 的参数 AutoUTF。
你可以使用 UTFType GetType() 去获取 UTF 类型，并且用 HasBOM() 检测输入流是否含有 BOM。
AutoUTFOutputStream
相似地，要在运行时选择输出的编码，我们可使用 AutoUTFOutputStream。这个类本身并非「自动」。你需要在运行时指定 UTF 类型，以及是否写入 BOM。
using namespacerapidjson;
void WriteJSONFile(FILE* fp, UTFType type, bool putBOM, const Document& d) {
char writeBuffer[256];
FileWriteStream bos(fp, writeBuffer, sizeof(writeBuffer));
OutputStream eos(bos, type, putBOM);
d.Accept(writer);
}
AutoUTFInputStream／AutoUTFOutputStream 是比 EncodedInputStream／EncodedOutputStream 方便。但前者会产生一点运行期额外开销。
自定义流
除了内存／文件流，使用者可创建自行定义适配 RapidJSON API 的流类。例如，你可以创建网络流、从压缩文件读取的流等等。
RapidJSON 利用模板结合不同的类型。只要一个类包含所有所需的接口，就可以作为一个流。流的接合定义在
concept Stream {
typename Ch; //!< 流的字符类型
//! 从流读取当前字符，不移动读取指针（read cursor）
Ch Peek() const;
//! 从流读取当前字符，移动读取指针至下一字符。
Ch Take();
/** 获取读取指针。
* \return 从开始以来所读过的字符数量。 */
size_t Tell();
/** 从当前读取指针开始写入操作。
* \return 返回开始写入的指针。 */
Ch* PutBegin();
//! 写入一个字符。
void Put(Ch c);
//! 清空缓冲区。
void Flush();
/** 完成写作操作。
* \param begin PutBegin() 返回的开始写入指针。
* \return 已写入的字符数量。 */
size_t PutEnd(Ch* begin);
}
输入流必须实现 Peek()、Take() 及 Tell()。 输出流必须实现 Put() 及 Flush()。 PutBegin() 及 PutEnd() 是特殊的接口，仅用于原位（*in situ*）解析。一般的流不需实现它们。然而，即使接口不需用于某些流，仍然需要提供空实现，否则会产生编译错误。
例子：istream 的包装类
以下的简单例子是 std::istream 的包装类，它只需现 3 个函数。
classMyIStreamWrapper {
public:
typedef char Ch;
MyIStreamWrapper(std::istream& is) : is_(is) {
}
Ch Peek()const{ // 1
int c = is_.peek();
return c == std::char_traits::eof() ? '\0' : (Ch)c;
}
Ch Take() { // 2
int c = is_.get();
return c == std::char_traits::eof() ? '\0' : (Ch)c;
}
size_t Tell()const{ return (size_t)is_.tellg(); } // 3
Ch* PutBegin() { assert(false); return 0; }
void Put(Ch) { assert(false); }
void Flush() { assert(false); }
size_t PutEnd(Ch*) { assert(false); return 0; }
private:
MyIStreamWrapper(const MyIStreamWrapper&);
MyIStreamWrapper& operator=(const MyIStreamWrapper&);
std::istream& is_;
};
使用者能用它来包装 std::stringstream、std::ifstream 的实例。
const char* json = "[1,2,3,4]";
std::stringstream ss(json);
MyIStreamWrapper is(ss);
但要注意，由于标准库的内部开销问，此实现的性能可能不如 RapidJSON 的内存／文件流。
例子：ostream 的包装类
以下的例子是 std::istream 的包装类，它只需实现 2 个函数。
classMyOStreamWrapper {
public:
typedef char Ch;
OStreamWrapper(std::ostream& os) : os_(os) {
}
Ch Peek()const{ assert(false); return '\0'; }
Ch Take() { assert(false); return '\0'; }
size_t Tell()const{ }
Ch* PutBegin() { assert(false); return 0; }
void Put(Ch c) { os_.put(c); } // 1
void Flush() { os_.flush(); } // 2
size_t PutEnd(Ch*) { assert(false); return 0; }
private:
MyOStreamWrapper(const MyOStreamWrapper&);
MyOStreamWrapper& operator=(const MyOStreamWrapper&);
std::ostream& os_;
};
使用者能用它来包装 std::stringstream、std::ofstream 的实例。
// ...
std::stringstream ss;
MyOStreamWrapper os(ss);
Writer writer(os);
d.Accept(writer);

但要注意，由于标准库的内部开销问，此实现的性能可能不如 RapidJSON 的内存／文件流。

总结

本节描述了 RapidJSON 提供的各种流的类。内存流很简单。若 JSON 存储在文件中，文件流可减少 JSON 解析及生成所需的内存量。编码流在字节流和字符流之间作转换。最后，使用者可使用一个简单接口创建自定义的流。

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