C++中的XML配置文件编程经验

来源：http://www.blogjava.net/wxb_nudt/archive/2008/05/27/203317.html<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

C++中并没有操作XML文件的标准库，因此大家需要使用各自熟悉的XML库来解决XML文件的读取与写入。XML的一个重要用途是作为程序的配置文件，存储程序运行相关的各种数据。本文总结了使用libxml2库来对XML配置文件进行编程的一些经验。最后提供了一个封装好的类CXMLConfig，并详细说明了该类的功能、使用方法和注意事项。

阅读本文所需的技术背景：

l C/C++简单语法；

l XML技术，XPATH技术；

l C++编译器知识；

本文的内容包括：

l 下载与安装LIBXML2和ICONV；

l 第一个例子程序的编写、编译链接和运行；

l 使用XPATH读出多个配置项的值；

l XML的配置文件类CXMLConfig；

l 将配置项写入XML文件；

l CXMLConfig类使用小结；

阅读本文之前最好先读我的上一篇博客C++的XML编程经验――LIBXML2库使用指南，那一篇专门介绍libxml2库的使用方法。本文将不会再详细介绍libxml2的使用，而是集中精力介绍如何存取XML中的数据。

本文的源代码是一个VC6的工程，里面包含三个子工程。地址在http://www.blogjava.net/Files/wxb_nudt/XMLConfigFile.rar。

1. 下载与安装LIBXML2和ICONV

为了方便读者，这一段原文照抄上一篇博客。

Libxml2是一个C语言的XML程序库，可以简单方便的提供对XML文档的各种操作，并且支持XPATH查询，以及部分的支持XSLT转换等功能。Libxml2的下载地址是http://xmlsoft.org/，完全版的库是开源的，并且带有例子程序和说明文档。最好将这个库先下载下来，因为这样可以查看其中的文档和例子。

windows版本的的下载地址是http://www.zlatkovic.com/libxml.en.html；这个版本只提供了头文件、库文件和dll，不包含源代码、例子程序和文档。在文本中，只需要下载libxml2库、iconv库和zlib库就行了（注意，libxml2库依赖iconv和zlib库，本文中重点关注libxml2和iconv，zlib不介绍），我使用的版本是libxml2-<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" /><chsdate w:st="on" isrocdate="False" islunardate="False" day="30" month="12" year="1899">2.6.30</chsdate>.win32.zip、zlib-1.2.3.win32.zip和iconv-1.9.2.win32.zip。

在编程的时候，我们使用windows版本的libxml2、zlib和iconv，将其解压缩到指定文件夹，例如D:"libxml2-<chsdate w:st="on" isrocdate="False" islunardate="False" day="30" month="12" year="1899">2.6.30</chsdate>.win32，D:"zlib-1.2.3.win32以及D:"iconv-1.9.2.win32。事实上，我们知道在windows下面使用头文件、库文件和dll是不需要安装的，它又没有使用任何需要注册的组件或者数据库，只需要告诉编译器和链接器这些资源的位置就可以了。

注意：要在path变量中加上D:"iconv-<chsdate w:st="on" isrocdate="False" islunardate="False" day="30" month="12" year="1899">1.9.2</chsdate>.win32"bin;D:"zlib-1.2.3.win32"bin;D:"libxml2-2.6.30.win32"bin这三个地址，否则在执行的时候就找不到。或者使用更简单的方法，把其中的三个dll到拷贝到system32目录中。

有两种方法来编译链接基于libxml2的程序，第一种是在VC环境中设置lib和include路径，并在link设置中添加libxml2.lib和iconv.lib；第二种是用编译器选项告诉编译器cl.exe头文件的位置，并用链接器选项告诉链接器link.exe库文件的位置，同时在windows环境变量path中添加libxml2中bin文件夹的位置，以便于程序运行时可以找到dll（也可以将dll拷贝到system32目录下）。

2. HELLO,XML CONFIG FILE

本节的源代码位于项目HelloXml中，使用的xml文件是Helloxml.xml。

在安装配置好libxml2和iconv库之后，就可以写一个简单的程序来读取XML中的数据了。该XML内容如下：

<?xml version="1.0" encoding="GB2312" ?>

<main>20080526</main>

使用libxml2库读取main节点包含的内容，代码如下：

1. xmlChar*LoadConfigFile(constchar*szConfigFilename,xmlChar*xszRel)
3. {
5. xmlDocPtrdoc;//定义解析文档指针
7. xmlNodePtrcurNodePtr;//定义结点指针
9. doc=xmlReadFile(szConfigFilename,"GB2312",XML_PARSE_RECOVER);//解析文件
11. if(doc==NULL)
13. {
15. fprintf(stderr,"Documentnotparsedsuccessfully."n");
17. xmlFreeDoc(doc);
19. exit(1);
21. }
23. curNodePtr=xmlDocGetRootElement(doc);//确定文档根元素
25. /*检查确认当前文档中包含内容*/
27. if(curNodePtr==NULL)
29. {
31. fprintf(stderr,"emptydocument"n");
33. xmlFreeDoc(doc);
35. exit(1);
37. }
39. //读取xml文档中的内容并赋值给对象属性
41. xszRel=xmlNodeGetContent(curNodePtr);
43. xmlFreeDoc(doc);
45. returnxszRel;
47. }
49. intmain(intargc,char*argv[])
51. {
53. xmlChar*xszContent=NULL;
55. xszContent=LoadConfigFile("..""Debug""HelloXml.xml",xszContent);
57. if(xszContent!=NULL)
59. {
61. cout<<"HELLO,XMLCONFIGFILE.content="<<xszContent<<endl;
63. xmlFree(xszContent);
65. }
67. return0;
69. }

编译代码之前要注意：xml文档存放的地点不是本项目文件夹，而是项目文件夹上层的Debug目录，同时将编译和链接的目的文件夹都设置为项目文件夹上层的Debug目录。第二点，在link选项中加入了libxml2.lib和iconv.lib。第三点，在系统的Path变量中指明了libxml2.dll、iconv.dll和zlib1.dll的路径（为了方便读者，我将这三个dll都拷贝到了Debug目录下面）。

编译链接完毕后运行程序，得到如下结果：

HELLO, XML CONFIG FILE. content = 20080526

3. 使用XPATH读出多个配置项的值

本节的源代码位于项目XPathConfig中，使用的xml文件是XPathConfig.xml。

上面的例子中，为了理解的便利仅在根节点中存储了一个值，而实际的配置文件往往是同时存放多个配置项的值。举例如下：

<main>

<IP>127.0.0.1</IP>

<Port>80</Port>

</main>

Xml中存储了一个IP地址和一个端口值。其XPATH地址分别是/main/IP/和/main/Port/。当然，更加复杂的XPATH值也可同样处理。

为了方便的操作xml文档，我写了一组xml函数，位于Code_Conv.h和Code_Conv.cpp中，其功能如下：

l openXmlFile，打开Xml文档，返回文档指针；

l closeXmlFile，关闭Xml文档；

l getXmlString，根据XPATH路径读取字符串；

l getXmlInt，根据XPATH路径读取整型值；

为了处理中文以及查询Xpath节点，我还写了四个被上述函数调用的函数：

l code_convert，从一种编码转为另一种编码；

l u<chmetcnv w:st="on" tcsc="0" numbertype="1" negative="False" hasspace="False" sourcevalue="2" unitname="g">2g</chmetcnv>，从UTF-8转换为GB2312编码；

l g2u，从GB2312转换为UTF-8编码；

l get_nodeset，调用xpath查询节点集合，成功则返回xpath的对象指针，失败返回NULL。

然后，主程序便简化为：

1. intmain(intargc,char*argv[])
3. {
5. xmlDocPtrdoc=openXmlFile("..""Debug""XPathConfig.xml");
7. stringstrIP=getXmlString(doc,"/main/IP");
9. intiPort=getXmlInt(doc,"/main/Port");
11. cout<<"IP="<<strIP.c_str()<<"Port="<<iPort<<endl;
13. closeXmlFile(doc);
15. return0;
17. }

运行结果为：

IP = <place w:st="on"><placename w:st="on">127.0.0.1</placename><placetype w:st="on">Port</placetype></place> = 80

观察上面的代码可以发现，整个主程序几乎与libxml2库无关了，除了一个xmlDocPtr变量。再次观察可以发现，这个变量几乎出现在每个自定义函数中，它代表的是一种状态，或者可以称为属性。而那些自定义函数可以称之为功能。因此，按照许多C++专著的说法，属性+功能=对象。《C++沉思录》中说道，C和C++最大的不同在于，C++拥有一个最合适的存储程序状态的位置，即对象的属性；而C则必须在许多函数中留出一个位置来保存这个状态。这句话，简直正确得可怕！

4. XML的配置文件类CXMLConfig

本节的源代码位于项目UseClass中，使用的xml文件还是XPathConfig.xml。

于是有了下面的CXMLConfig类定义：

1. classCXMLConfig
3. {
5. public:
7. CXMLConfig(constchar*szXmlFilename);
9. ~CXMLConfig();
11. //根据XPATH路径读取字符串
13. stringgetXmlString(constchar*szXpath);
15. intgetXmlInt(constchar*szXpath);
17. private:
19. //代码转换:从一种编码转为另一种编码
21. intcode_convert(char*from_charset,char*to_charset,char*inbuf,intinlen,char*outbuf,intoutlen);
23. //UNICODE码转为GB2312码
25. //成功则返回一个动态分配的char*变量，需要在使用完毕后手动free，失败返回NULL
27. char*u2g(char*inbuf);
29. //GB2312码转为UNICODE码
31. //成功则返回一个动态分配的char*变量，需要在使用完毕后手动free，失败返回NULL
33. char*g2u(char*inbuf);
35. //调用xpath查询节点集合，成功则返回xpath的对象指针，失败返回NULL
37. xmlXPathObjectPtrget_nodeset(constxmlChar*xpath);
39. private:
41. stringm_strFilename;
43. xmlDocPtrm_doc;
45. };

使用这个类来改写主程序，可以让使用者完全脱离libxml2的库环境，并且省略了打开和关闭xml文件的步骤，因为这些工作在构造和析构函数中完成了。

1. intmain(intargc,char*argv[])
3. {
5. CXMLConfigxmlConfig("..""Debug""XPathConfig.xml");
7. stringstrIP=xmlConfig.getXmlString("/main/IP");
9. intiPort=xmlConfig.getXmlInt("/main/Port");
11. cout<<"IP="<<strIP.c_str()<<"Port="<<iPort<<endl;
13. return0;
15. }

运行结果为：

IP = <place w:st="on"><placename w:st="on">127.0.0.1</placename><placetype w:st="on">Port</placetype></place> = 80

5. 将配置项写入XML文件

本节的源代码位于项目UseClass中，使用的xml文件依然是XPathConfig.xml。

目前CXMLConfig类已经有了打开xml文件，读取数据以及关闭xml文件的功能。还缺少写入数据的功能。写入数据功能的算法也很简单：先将xml文件读入内存，然后通过xpath找到相应节点，并修改节点内容，最后将内存中的xml文件一次性写入硬盘。这里有一点要注意，如果在写入过程中硬盘断电或者出现其他故障，则会造成无法恢复的错误，数据会全部丢失。为了防止这种情况，还应该在写入前进行数据备份的工作。通盘考虑后，在CXMLConfig类中加入如下函数：

writeXmlString：将字符串写入xml文档相应节点；

writeXmlInt：将整型写入xml文档相应节点；

saveConfigFile：将内存中的xml文档写入硬盘；

saveBakConfigFile：保存当前的xml文档到bak文件（即xml文档名加_BAK.XML）中；

loadBakConfigFile：将bak文件读入内存；

注意，在调用saveConfigFile时会自动调用saveBakConfigFile，将原有配置文件保存为备份文件。修改后的类如下：

1. classCXMLConfig
3. {
5. public:
7. CXMLConfig(constchar*szXmlFilename);
9. ~CXMLConfig();
11. //根据XPATH路径读取字符串
13. stringgetXmlString(constchar*szXpath);
15. intgetXmlInt(constchar*szXpath);
17. boolwriteXmlString(conststringstrValue,constchar*szXpath);
19. boolwriteXmlInt(constintiValue,constchar*szXpath);
21. boolsaveConfigFile();
23. boolsaveBakConfigFile();
25. boolloadBakConfigFile();
27. private:
29. //代码转换:从一种编码转为另一种编码
31. intcode_convert(char*from_charset,char*to_charset,char*inbuf,
33. intinlen,char*outbuf,intoutlen);
35. //UNICODE码转为GB2312码
37. char*u2g(char*inbuf);
39. //GB2312码转为UNICODE码
41. char*g2u(char*inbuf);
43. //调用xpath查询节点集合，成功则返回xpath的对象指针，失败返回NULL
45. xmlXPathObjectPtrget_nodeset(constxmlChar*xpath);
47. //禁止拷贝构造函数和"="操作
49. CXMLConfig(constCXMLConfig&);
51. CXMLConfig&operator=(constCXMLConfig&);
53. private:
55. stringm_strFilename;
57. xmlDocPtrm_doc;
59. };

然后我们修改了主程序，其功能为读出数据后修改了数据，然后存入了配置文件，主程序如下：

1. intmain(intargc,char*argv[])
3. {
5. CXMLConfigxmlConfig("..""Debug""XPathConfig.xml");
7. stringstrIP=xmlConfig.getXmlString("/main/IP");
9. intiPort=xmlConfig.getXmlInt("/main/Port");
11. cout<<"IP="<<strIP.c_str()<<"Port="<<iPort<<endl;
13. strIP="127.1.1.1";
15. iPort=81;
17. xmlConfig.writeXmlString(strIP,"/main/IP");
19. xmlConfig.writeXmlInt(iPort,"/main/Port");
21. if(xmlConfig.saveConfigFile())
23. {
25. cout<<"SaveConfigfilesuccess!"<<endl;
27. }
29. return0;
31. }

运行完以后会发现两个结果，第一个是配置文件XPathConfig.xml中的内容已经被修改，第二个是原配置文件内容备份在XPathConfig_bak.xml中。

6. CXMLConfig类使用小结

目前为止，CXMLConfig类提供了较为便利的读取和保存XML配置文件的功能。那么使用CXMLConfig需要哪些步骤呢？

第一，正确安装了libxml2和iconv库，包括头文件、lib文件和dll文件。注意头文件主要是libxml2和iconv的头文件，lib文件就是两个libxml2.lib和iconv.lib，而dll有三个，即libxml2.dll、iconv.dll和zlib1.dll。注意：如果你没有正确安装，那么无法正确编译我的例子程序，但是可以运行，因为我已经将dll都包含到运行目录下。

第二，确信你弄懂了你的xml配置文件结构，并放在正确的地方；

第三，使用CXMLConfig xmlConfig("..""Debug""XPathConfig.xml")语句正确构造一个CXMLConfig对象，并调用相应的方法来操作xml文件。

CXMLConfig类使用的注意事项：

第一，注意xml文件必须使用节点来存储数据，而不是属性。若使用属性来保存数据，CXMLConfig类不会正确读出其数据，当然更不能正确写入。若有兴趣，可以扩展CXMLConfig类来实现对属性数据的存取，事实上那非常简单。

第二，若有两个节点的XPATH路径相同，例如

<main>

<IP>127.0.0.1</IP>

<IP>127.0.0.2</IP>

<Port>80</Port>

</main>

那么使用getXmlString将只会得到第一个节点的内容。同理，写入时也只会写入第一个节点。

CXMLConfig类的使用环境：

第一， 使用节点来存储数据；

第二， 节点的XPATH路径各不相同；

第三， XML文件最好不大于<chmetcnv w:st="on" tcsc="0" numbertype="1" negative="False" hasspace="False" sourcevalue="100" unitname="m"><span lang="EN-US">100M</span></chmetcnv>。

总之，若有更复杂的要求，请还是仔细研究libxml2或者任意一个开源或商用XML库。

7. 文末的话

事实上，按照原计划这篇博客才刚刚开头，后面才是最精彩的部分。其内容是介绍如何将XML文件当作一个小型的数据库，把多个XPATH路径相同的键和值读入一个std::map<std::string,std::string>中，然后在程序中方便的使用这个map来查找，存取某一类数据。但是由于前面的部分写作时考虑得太详细，而且CXMLConfig类也介绍逐渐趋于完善，因此为了防止喧宾夺主，本文就到这里结束为好。作为一篇libxml2和C++的入门文章，恰到好处！