优化：使用C或C ++缩小文件大小

Question

[当对具有n（例如10000）粒子的系统进行计算机模拟时，通常的工作流程涉及以给定的间隔频繁保存系统的状态。这将需要在文件中写下所有粒子的位置坐标（因此，每行3个浮点/双精度，粒子的每一行），以及一些标头信息。浮动精度设置为固定值。

我通常保存/记下配置文件的方式如下（该函数在每次调用时都会创建文件的一部分）：

#include <iostream>
#include <fstream>

ofstream outfile(filelabel, ios::out);
outfile.precision(10);

outfile << "#Number of particles " << npart << endl;

for (int i=0; i<npart; i++){
outfile << particle[i].pos[0] << " " << particle[i].pos[1] << " " << particle[i].pos[2] << endl;
}

outfile.close();

通常，对于足够大的系统，每个此类文件的大小为0.5-4 MB，因此，当频繁保存它们时，它们的末尾的确会增加为大文件。所以我正在尝试学习如何将配置文件的大小优化到最低限度，例如通过（浮现在脑海中的2种想法）：

• 使用不同的写入方法，不一定写入'.txt'文件。
• 可能在写入文件之前压缩（例如，压缩）数据。

关于如何在C / C ++可能性内缩小配置文件大小的任何建议和建议，将受到高度赞赏。

Answer 1

四个建议：

1. 保存矢量信息（方向和偏移）应比保存X-Y-Z坐标占用更少的空间。但这意味着保留对初始状态文件的引用-这需要更多的计算量。

2. 假设以上方法不切实际，那么如果存储空间比计算时间更关键，我仍然会考虑使用向量。 3D向量将位置编码为2个值，而不是3个值，因此，即使从原点而不是粒子的先前位置引用所有位置，文件的大小也应缩小近30％（假设存储向量的精度更高） 。

3. 位置坐标如何“随机”？如果存在某种关联，那么我会将数据保留在文本中，并使用无损文件压缩方法（例如，建议将文件保存在支持文件系统压缩的磁盘上-这意味着no为您工作！）如果数据具有重复字符串，则重复的字符串字符串将被压缩，并且比二进制文件更有效。如果坐标显示为伪随机，则压缩（如ZIP格式）不会为您带来任何好处，您应该使用二进制值方法。

4. 如果以二进制（也许甚至以文本形式）存储，则在将浮点值写入文件之前，请考虑将其转换为适合您的体积/精度的整数。与存储浮点值（或更糟糕的是双精度）相比，这将占用更少的空间。当然，这假定您可以在int（或long）的精度范围内表示所需的精度。