C++17封装C read函数：如何返回可变大小数据并告知长度？

结论：选std::vector<char>，完全没必要用std::queue<char> #

原因分析 #

你的场景核心是单次读取结果的传递：每次调用read包装方法，只需要把本次读到的有效字节传递给上层，上层自己负责拼接构建消息。

• std::vector<char>完美匹配需求：
  1. 天然支持可变大小，可以精准存储本次读到的n个字节（不会浪费空间，也不会溢出）。
  2. 上层可以直接通过size()获取读取长度，满足拼接需求。
  3. 连续内存布局和read()的缓冲区特性一致，数据拷贝效率高。
• std::queue<char>完全不适合：
  queue是FIFO容器，设计用来缓存多批次数据，但你的场景里不需要在read方法层做缓存——上层要自己拼接，返回queue反而会让上层需要逐个取出元素，既增加复杂度又降低效率。

具体实现示例（C++17） #

利用std::unique_ptr<std::vector<char>>实现"有数据返回对象，无数据返回nullptr"的需求：

#include <vector>
#include <memory>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>

class FDIO {
private:
    char tmp_buf[4096]; // 全局对象的成员，每次调用会被覆盖
    int fd;

public:
    FDIO(int target_fd) : fd(target_fd) {}

    std::unique_ptr<std::vector<char>> read() {
        ssize_t read_bytes = ::read(fd, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));

        // 处理读取结果
        if (read_bytes <= 0) {
            // 处理被信号中断的情况（EINTR），可重试一次
            if (read_bytes == -1 && errno == EINTR) {
                read_bytes = ::read(fd, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
                if (read_bytes <= 0) {
                    return nullptr;
                }
            } else {
                // 无数据（EOF）或读取错误，返回nullptr
                return nullptr;
            }
        }

        // 把有效数据拷贝到vector并返回
        auto data = std::make_unique<std::vector<char>>();
        data->assign(tmp_buf, tmp_buf + read_bytes);
        return data;
    }
};

上层使用示例 #

上层可以拿到vector后直接拼接数据：

// 假设fd_io是全局的FDIO实例
std::vector<char> full_message;
while (auto chunk = fd_io.read()) {
    full_message.insert(full_message.end(), chunk->begin(), chunk->end());
    // 这里可以判断full_message是否构成完整消息，做后续处理
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者MrBit