C++读入XML文件

最近要做一个VRP的算法，测试集都是放在Xml文件中，而我的算法使用C++来写，所以需要用C++来读取Xml文件。

在百度上搜“C++读取Xml文件”，可以出来很多博客，大多数是关于tinyXml的，所以这篇博文也是讲述如何用tinyXML来读取XML文件。

有些内容可能参考到了@marchtea的博文《C++读取XML，tinyXml的使用》：http://www.cnblogs.com/marchtea/archive/2012/11/08/2760593.html。

tinyXml是一个免费开源的C++库，可以到官网上下载：https://sourceforge.net/projects/tinyxml/。

下载下来解压之后，可以看到下面这些文件：

我是在windows下用VS来写C++的，按照@marchtea的说法，只需要直接打开tinyxml.sln就可以，不过我还是用了笨办法：

• 把tinystr.cpp, tinyxml.cpp, tinyxmlerror.cpp, tinyxmlparser.cpp, tinystr.h, tinyxml.h拷贝到工程目录下；
• 然后加入头文件引用：#include "tinystr.h"   #include "tinyxml.h"。

接下来就来分享一下我读取VRP问题中的solomon benchmark的方法，这些方法都是参考自tinyXml的官方教程，在下载的文件夹中有"doc"子文件夹，打开它，有一个叫做"tutorial0"的html文件，打开它可以看到详细的教程。

OK，now begins！

我要读取的Xml文件有如下的格式（只列举部分）：

<!-- 要读取的Xml文件 -->
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="yes"?>
<instance>
    <network>
        <nodes>
            <node id="0" type="0">
                <cx>40.0</cx>
                <cy>50.0</cy>
            </node>
        <!--  有N+1个这样的node节点 -->
        </nodes>    
    </network>
    <requests>
        <request id="1" node="1">
            <tw>
                <start>145</start>
                <end>175</end>
            </tw>
            <quantity>20.0</quantity>
            <service_time>10.0</service_time>
        </request>
        <!-- 有N个这样的request节点 -->
    </requests>
</instance>    

这里稍微解释一下为什么nodes节点的数目会比requests节点多1个。这是因为nodes节点包括了顾客节点（N个）和仓库节点（1个），而requests属性只属于顾客节点。

我是把xml文件中的这些数据读入到类对象数组中，每个类对象代表一个节点，类的定义如下：

// Customer.h
#ifndef _Customer_H
#define _Customer_H

class Customer{
public:
	Customer(int id=0, float x=0, float y=0, float startTime=0, float endTime=0, float quantity=0, float serviceTime=0);
	void setId(int id);   // 设置成员id的值
	void setX(float x);   // 设置成员x的值
	void setY(float y);   // 设置成员y的值
	void setStartTime(float startTime);  // 设置成员startTime的值
	void setEndTime(float endTime);      // 设置成员endTime的值
	void setQuantity(float quantity);    // 设置成员quantity的值
	void setServiceTime(float serviceTime);  // 设置成员serviceTime的值
	void show();  // 显示顾客节点信息
private:
	int id;
	float x;
	float y;
	float startTime;
	float endTime;
	float quantity;
	float serviceTime;
};

#endif

OK，那么现在开始贴一下main.cpp代码（Customer.cpp比较简单，就不贴了）

// main.cpp
#include "Customer.h"
#include "tinystr.h"
#include "tinyxml.h"
#include<iostream>
#include<vector>
#include<string>
#include<stdlib.h>
#include<iomanip>

using namespace std;
static const int NUM_OF_CUSTOMER = 51;        //顾客数量
static const char* FILENAME = "RC101_050.xml";  //文件名

int main(){
	vector<Customer *> customerSet(0);  // 顾客集，每个元素是Customer对象的指针
	int i,j,k,count;
	int temp1;    // 存放整型数据
	float temp2;  // 存放浮点型数据
	Customer* customer;   // 临时顾客节点指针
	for (i=0; i<NUM_OF_CUSTOMER; i++) {  // 先初始化顾客集
		customer = new Customer();
		customerSet.push_back(customer);
	}
	TiXmlDocument doc(FILENAME);    // 读入XML文件
	if(!doc.LoadFile()) return -1;  // 如果无法读取文件，则返回
	TiXmlHandle hDoc(&doc);         // hDoc是&doc指向的对象
	TiXmlElement* pElem;            // 指向元素的指针
	pElem = hDoc.FirstChildElement().Element(); //指向根节点
	TiXmlHandle hRoot(pElem);       // hRoot是根节点

	// 读取x,y，它们放在network->nodes->node节点中
	TiXmlElement* nodeElem = hRoot.FirstChild("network").FirstChild("nodes").FirstChild("node").Element(); //当前指向了node节点
	count = 0;  // 记录移动到了哪个node节点，并且把该node节点的信息录入到顺序对应的customer中
	for(nodeElem; nodeElem; nodeElem = nodeElem->NextSiblingElement()) { // 挨个读取node节点的信息
		customer = customerSet[count];  // 当前顾客节点，注意不能赋值给一个新的对象，否则会调用复制构造函数
		TiXmlHandle node(nodeElem);  // nodeElem所指向的节点
		TiXmlElement* xElem = node.FirstChild("cx").Element();  // cx节点
		TiXmlElement* yElem = node.FirstChild("cy").Element();  // cy节点
		nodeElem->QueryIntAttribute("id", &temp1);  //把id放到temp1中，属性值读法
		customer->setId(temp1);           
		temp2 = atof(xElem->GetText());    // char转float
		customer->setX(temp2);
		temp2 = atof(yElem->GetText());
		customer->setY(temp2);
		count++;
	}

	// 读取其余信息
	TiXmlElement* requestElem = hRoot.FirstChild("requests").FirstChild("request").Element(); // 指向了request节点
	count = 1;
	for(requestElem; requestElem; requestElem = requestElem->NextSiblingElement()) {
		customer = customerSet[count];     // 当前顾客节点，注意不能赋值给一个新的对象，否则会调用复制构造函数
		TiXmlHandle request(requestElem);  // 指针指向的对象
		TiXmlElement* startTimeElem = request.FirstChild("tw").FirstChild("start").Element(); // start time
		TiXmlElement* endTimeElem = request.FirstChild("tw").FirstChild("end").Element();     // end time
		TiXmlElement* quantityElem = request.FirstChild("quantity").Element();                // quantity
		TiXmlElement* serviceTimeElem = request.FirstChild("service_time").Element();         // service time
		// 分别读取各项数据
		temp2 = atof(startTimeElem->GetText());
		customer->setStartTime(temp2);   
		temp2 = atof(endTimeElem->GetText());
		customer->setEndTime(temp2);
		temp2 = atof(quantityElem->GetText());
		customer->setQuantity(temp2);
		temp2 = atof(serviceTimeElem->GetText());
		customer->setServiceTime(temp2);
		count++;
	}

	// 将读取到的信息输出到控制台
	cout<<setiosflags(ios_base::left)<<setw(6)<<"id"<<setw(6)<<"x"<<setw(6)<<
		"y"<<setw(12)<<"startTime"<<setw(12)<<"endTime"<<setw(12)<<"quantity"<<setw(14)<<"serviceTime"<<endl;
	for(i=0; i<NUM_OF_CUSTOMER; i++) {
		customer = customerSet[i];
		customer->show();
	}
	system("pause");
	return 0;
}

　　

在解释main.cpp的内容之前，先解释一下一些数据类型（只是个人理解，欢迎纠错）：

• TiXmlDocument：文件节点，把Xml文件的内容读入到该类型变量中
• TiXmlElement*：指向节点的指针
• TiXmlHandle：节点的实例，也就是TiXmlElement所指向的对象
• FirstChild("nodeName")：第一个名字为“nodeName”的子节点
• NextSiblingElement()：下一个兄弟节点元素，它们有相同的父节点
• QueryIntAttribute("attributeName", &var)：把节点属性名为attributeName的属性值以int类型赋值给var变量
• GetText()：获取当前节点元素的内容，即包含在<node>text</node>中的text

OK，有了以上一些简单的知识积累，就可以很方便地读取Xml文件了，现在截取xml的部分来讲解：

<instance>
    <network>
        <nodes>
            <node id="0" type="0">
                <cx>40.0</cx>
                <cy>50.0</cy>
            </node>
        <!--  有N+1个这样的node节点 -->
        </nodes>    
    </network>
    .....
</instance>

在这部分我们会把顾客的id，坐标x,y都读入到Customer对象中。　

1. 首先我们得到了文件节点hDoc，现在我们要进入根节点"instance"：

TiXmlElement* pElem;            // 指向元素的指针
pElem = hDoc.FirstChildElement().Element(); //指向根节点
TiXmlHandle hRoot(pElem);       // hRoot是根节点

根节点"instance"是文件节点的第一个子节点，所以用 pElem = hDoc.FirstChildElement().Element() 就可以使得指针pElem指向"instance"，hRoot是pElem所指向的对象。

2. 现在我们需要进入到“node”节点中，遍历其兄弟节点，将所有数据读入。下面的语句可以将第一个“node”节点的指针赋值给nodeElem:

TiXmlElement* nodeElem = hRoot.FirstChild("network").FirstChild("nodes").FirstChild("node").Element(); //当前指向了node节点

节点的id值放在"node"节点的属性"id"中：

nodeElem->QueryIntAttribute("id", &temp1);  //把id放到temp1中，属性值读法

然后坐标x, y的值放在“node”节点的子节点"cx"和"cy"的内容(text)中，所以我们这样来读取：

TiXmlElement* xElem = node.FirstChild("cx").Element();  // cx节点
temp2 = atof(xElem->GetText());    // char转float

函数atof在库<stdlib>中，用以将char数组转化为浮点数。

通过1,2两步，我们已经把第一个“node”节点的id, x, y的值读入到对象中，然后只需要把遍历所有的兄弟节点即可：

for(nodeElem; nodeElem; nodeElem = nodeElem->NextSiblingElement()) {
......
}

读入requests节点下的startTime, endTime, quantity, serviceTime等值的方法也是一样的，详情参考main.cpp代码。

运行结果如下：

总结：

其实说白了读取Xml文件的关键在于：

• 移动指针到所要读取数据的节点中；　
• 若是读取属性值，则使用QueryIntAttribute方法直接读取；
• 若读取的是节点的内容，则使用getText()方法读取；
• 连续的数据具有兄弟节点关系，使用NextSiblingElement()方法来指向下一个兄弟节点

后记：

这篇博文只介绍了如何读取Xml文件，至于如何写入Xml文件，请参考tinyXml的官方教程，讲的特别清楚，特别良心。

希望大家看了之后有所收获，欢迎交流。