Windows下GnuPlot报“Bad data on line 1”问题（PowerShell编码原因）

背景 #

Windows 10系统中，编译后的C代码生成的数据文件无法被GnuPlot读取。
补充说明：实际问题根源是Windows PowerShell环境强制的字符编码规则。

问题详情 #

用于测试的简化数据文件data1内容如下：

0.0000e+00 0.0000e+00
5.0000e-01 2.5000e-01

该文件由以下C代码编译生成：

#include <stdio.h>
void main()
{
    double x=0.0 , y=0.0;
    printf("%.4e %.4e\n",x,y);
    x=0.5; y=x*x;
    printf("%.4e %.4e\n",x,y);
}

代码在Visual Studio Code 1.84.2中，使用MSYS2版本12.2.0的gcc编译为可执行文件SPAM，随后在Windows PowerShell中执行命令 ./SPAM > data1 生成数据文件。
补充说明：问题核心是Windows PowerShell通过重定向符号>将程序输出编码为UTF-16 LE BOM格式，而GnuPlot无法识别这种编码。

使用GnuPlot 5.4（patchlevel 8）执行plot 'data1'时，触发报错：

gnuplot> plot 'data1'
              ^
         Bad data on line 1 of file data1

已尝试的解决方法 #

• 使用plot '-'直接输入数据，GnuPlot可以正常运行
• 用Notepad++查看数据文件，未发现隐藏或特殊字符
• 将数据文件内容复制粘贴到新文件可解决问题，但数据文件体积庞大，无法批量操作

问题解答 #

0. 数据文件中存在什么GnuPlot不兼容的隐藏内容？ #

数据文件开头带有UTF-16 LE的BOM（字节顺序标记），同时整个文件采用UTF-16编码存储字符。GnuPlot默认以ASCII/UTF-8编码读取文本文件，UTF-16的双字节存储格式会让GnuPlot把原本的数字解析成乱码，导致识别失败。

1. 是否可通过修改GnuPlot的设置/参数解决该问题？ #

GnuPlot 5.4版本本身对UTF-16编码的支持有限，没有直接的配置参数可以切换编码读取模式，因此无法单纯通过修改GnuPlot设置解决，需要从数据文件的编码入手调整。

2. 我的VSC和gcc安装/编译配置是否存在问题，导致生成异常文件？ #

你的VSC和gcc编译配置没有问题——C程序本身输出的是ASCII编码的文本，问题出在PowerShell的重定向操作上：PowerShell默认会把程序的标准输出重定向为UTF-16 LE编码的文件，和编译环节无关。

批量解决方法 #

• 修改PowerShell重定向编码
  在执行重定向命令前，先设置PowerShell的输出编码为UTF-8（无BOM）：

  $OutputEncoding = [Console]::OutputEncoding = [System.Text.UTF8Encoding]::new()
  ./SPAM > data1
  

• 使用CMD执行重定向
  CMD的重定向默认采用ASCII编码，不会强制转换为UTF-16，直接在CMD中运行：

  SPAM.exe > data1
  

• 在C程序中直接写入文件
  跳过命令行重定向，在代码中直接打开文件并写入数据，避免编码被篡改：

  #include <stdio.h>
  int main()
  {
      FILE *fp = fopen("data1", "w");
      if (fp == NULL) return 1;
      double x=0.0 , y=0.0;
      fprintf(fp, "%.4e %.4e\n",x,y);
      x=0.5; y=x*x;
      fprintf(fp, "%.4e %.4e\n",x,y);
      fclose(fp);
      return 0;
  }
  

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Rrr