opencv實(shí)現(xiàn)圖形輪廓檢測(cè)
要想實(shí)現(xiàn)輪廓檢測(cè),首先我們需要對(duì)待檢測(cè)的圖像進(jìn)行圖像處理:
圖像灰度化、高斯濾波、Canny 邊緣檢測(cè)、邊緣檢測(cè)放大處理、提取輪廓。
一、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的全圖型檢測(cè)
即只要將drawContours第三個(gè)參數(shù)設(shè)置為-1 既能實(shí)現(xiàn)圖像的全圖型檢測(cè)。
程序:
#include <iostream> #include <opencv2/highgui.hpp> // 說是說gui 具體什么gui 不清楚 #include <opencv2/imgcodecs.hpp> // 圖像頭文件 #include <opencv2/imgproc.hpp> // 圖像處理頭文件 using namespace std; using namespace cv; /*要進(jìn)行圖像形貌檢測(cè)之前 *首先要二值化,再進(jìn)行濾波處理,再進(jìn)行Canny邊緣檢測(cè) *最后才能檢測(cè)出圖形輪廓 */ Mat imgGray, imgBlur, imgCanny,imgDil; void getContours(Mat imgDil,Mat& img); int main() { string path = "resources/shapes.png"; // 導(dǎo)入圖形的時(shí)候,先要在右邊點(diǎn)擊顯示所有文件!??! Mat img = imread(path); // 在opencv 中所有的圖像信息都使用Mat // pre-processing image 圖像預(yù)處理 cvtColor(img, imgGray, COLOR_BGR2GRAY); GaussianBlur(imgGray, imgBlur,Size(3,3),3,0); // 高斯濾波 Canny(imgBlur, imgCanny, 25, 75);// Canny 邊緣檢測(cè) Mat kernel = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(3, 3)); // 其中 Size 和 邊緣檢測(cè)的放大倍數(shù)有關(guān)系 dilate(imgCanny, imgDil, kernel); getContours(imgDil,img); // 第一個(gè)參數(shù) 是尋找輪廓的參數(shù), 第二個(gè)參數(shù)是顯示圖案的參數(shù) imshow("Image", img); waitKey(0); // 延時(shí),0即相當(dāng)于無窮大 } void getContours(Mat imgDil, Mat& img) { /* contour is a vector inside that vector there is more vector * {{Point(20,30),Point(50,60)},{},{}} each vector like a contour and each contour have some points * **/ vector<vector<Point>> contours; vector<Vec4i> hierarchy; // Vec4i 即代表該向量?jī)?nèi)有4個(gè) int 變量typedef Vec<int, 4> Vec4i; 這四個(gè)向量每一層級(jí)代表一個(gè)輪廓 findContours(imgDil, contours, hierarchy, CV_RETR_EXTERNAL, CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE); // CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE - 簡(jiǎn)單的鏈?zhǔn)浇咏? drawContours(img, contours, -1, Scalar(255,0,255),2); // contouridx = -1 代表需要繪制所檢測(cè)的所有輪廓 }
運(yùn)行結(jié)果:
細(xì)心的讀者會(huì)發(fā)現(xiàn),該程序還將微小的瑕疵檢測(cè)到了。
二、去除輪廓瑕疵
去除瑕疵的方法很簡(jiǎn)單,即先檢測(cè)所有圖形的面積,發(fā)現(xiàn)圖形中的最小面積,即為瑕疵面積(假設(shè)我們已知該瑕疵面積<1000),之后使用if進(jìn)行面積過濾。
程序:
#include <iostream> #include <opencv2/highgui.hpp> // 說是說gui 具體什么gui 不清楚 #include <opencv2/imgcodecs.hpp> // 圖像頭文件 #include <opencv2/imgproc.hpp> // 圖像處理頭文件 using namespace std; using namespace cv; /*要進(jìn)行圖像形貌檢測(cè)之前 *首先要二值化,再進(jìn)行濾波處理,再進(jìn)行Canny邊緣檢測(cè) *最后才能檢測(cè)出圖形輪廓 */ Mat imgGray, imgBlur, imgCanny,imgDil; void getContours(Mat imgDil,Mat& img); int main() { string path = "resources/shapes.png"; // 導(dǎo)入圖形的時(shí)候,先要在右邊點(diǎn)擊顯示所有文件?。?! Mat img = imread(path); // 在opencv 中所有的圖像信息都使用Mat // pre-processing image 圖像預(yù)處理 cvtColor(img, imgGray, COLOR_BGR2GRAY); GaussianBlur(imgGray, imgBlur,Size(3,3),3,0); // 高斯濾波 Canny(imgBlur, imgCanny, 25, 75);// Canny 邊緣檢測(cè) Mat kernel = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(3, 3)); // 其中 Size 和 邊緣檢測(cè)的放大倍數(shù)有關(guān)系 dilate(imgCanny, imgDil, kernel); getContours(imgDil,img); // 第一個(gè)參數(shù) 是尋找輪廓的參數(shù), 第二個(gè)參數(shù)是顯示圖案的參數(shù) imshow("Image", img); waitKey(0); // 延時(shí),0即相當(dāng)于無窮大 } void getContours(Mat imgDil, Mat& img) { /* contour is a vector inside that vector there is more vector * {{Point(20,30),Point(50,60)},{},{}} each vector like a contour and each contour have some points * **/ vector<vector<Point>> contours; vector<Vec4i> hierarchy; // Vec4i 即代表該向量?jī)?nèi)有4個(gè) int 變量typedef Vec<int, 4> Vec4i; 這四個(gè)向量每一層級(jí)代表一個(gè)輪廓 findContours(imgDil, contours, hierarchy, CV_RETR_EXTERNAL, CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE); // CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE - 簡(jiǎn)單的鏈?zhǔn)浇咏? drawContours(img, contours, -1, Scalar(255,0,255),2); // contouridx = -1 代表需要繪制所檢測(cè)的所有輪廓 for(int i = 0;i <contours.size();i++) { int area = contourArea(contours[i]) ; // 計(jì)算輪廓面積函數(shù) if(area > 1000) { drawContours(img,contours,i,Scalar(255, 0, 255), 2); } } }
運(yùn)行結(jié)果:
可見我們已經(jīng)成功將瑕疵濾除。
三、判斷輪廓形狀
判斷輪廓之前,我們先要將圖形的拐角點(diǎn)計(jì)算出來,如三角形有三個(gè)拐角點(diǎn),矩形有四個(gè)拐角點(diǎn),圓形有多個(gè)拐角點(diǎn),所以如何得到拐角點(diǎn)是我們檢測(cè)輪廓形狀的前提。檢測(cè)拐角的核心函數(shù)為approxPolyDP(contours[i],conpoly[i],0.02* peri,true);即多邊形擬合函數(shù)。
程序:
#include <iostream> #include <opencv2/highgui.hpp> // 說是說gui 具體什么gui 不清楚 #include <opencv2/imgcodecs.hpp> // 圖像頭文件 #include <opencv2/imgproc.hpp> // 圖像處理頭文件 using namespace std; using namespace cv; /*要進(jìn)行圖像形貌檢測(cè)之前 *首先要二值化,再進(jìn)行濾波處理,再進(jìn)行Canny邊緣檢測(cè) *最后才能檢測(cè)出圖形輪廓 */ Mat imgGray, imgBlur, imgCanny,imgDil; void getContours(Mat imgDil,Mat& img); int main() { string path = "resources/shapes.png"; // 導(dǎo)入圖形的時(shí)候,先要在右邊點(diǎn)擊顯示所有文件?。。? Mat img = imread(path); // 在opencv 中所有的圖像信息都使用Mat // pre-processing image 圖像預(yù)處理 cvtColor(img, imgGray, COLOR_BGR2GRAY); GaussianBlur(imgGray, imgBlur,Size(3,3),3,0); // 高斯濾波 Canny(imgBlur, imgCanny, 25, 75);// Canny 邊緣檢測(cè) Mat kernel = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(3, 3)); // 其中 Size 和 邊緣檢測(cè)的放大倍數(shù)有關(guān)系 dilate(imgCanny, imgDil, kernel); getContours(imgDil,img); // 第一個(gè)參數(shù) 是尋找輪廓的參數(shù), 第二個(gè)參數(shù)是顯示圖案的參數(shù) imshow("Image", img); //imshow("Image Gray", imgGray); //imshow("Image Blur", imgBlur); //imshow("Image Canny", imgCanny); //imshow("Image Dilate", imgDil); // 圖像放大之后的邊緣檢測(cè)效果要明顯好于 Canny 邊緣檢測(cè),這也是為什么大佬熱衷于dilation的原因 waitKey(0); // 延時(shí),0即相當(dāng)于無窮大 } // 因?yàn)橐婚_始參數(shù)不同,所以電腦直接將其視為重載函數(shù) void getContours(Mat imgDil, Mat& img) { /* contour is a vector inside that vector there is more vector * {{Point(20,30),Point(50,60)},{},{}} each vector like a contour and each contour have some points * **/ vector<vector<Point>> contours; vector<Vec4i> hierarchy; // Vec4i 即代表該向量?jī)?nèi)有4個(gè) int 變量typedef Vec<int, 4> Vec4i; 這四個(gè)向量每一層級(jí)代表一個(gè)輪廓 findContours(imgDil, contours, hierarchy, CV_RETR_EXTERNAL, CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE); // CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE - 簡(jiǎn)單的鏈?zhǔn)浇咏? //drawContours(img, contours, -1, Scalar(255,0,255),2); // contouridx = -1 代表需要繪制所檢測(cè)的所有輪廓 vector<vector<Point>> conpoly(contours.size());// conpoly(paprameter1) ,paprameter1便代表vector對(duì)象的行數(shù),而其列數(shù)中的vector 是使用了point點(diǎn)集但其只包含圖形的拐角點(diǎn)集 vector<Rect> boundRect(contours.size());// Rect 類中x y 函數(shù)描述的是圖形左上角的坐標(biāo) string objType; // 記錄物體形狀 // 為了濾除微小噪聲,因此計(jì)算area 的面積 for (int i = 0; i < contours.size(); i++) // 關(guān)于contours.size()為什么是返回二維數(shù)組的行,因?yàn)?vector::size()函數(shù)只接受vector 對(duì)象的調(diào)用而contours的所有行(不管列)均為其對(duì)象 { int area = contourArea(contours[i]); if (area > 1000) { float peri = arcLength(contours[i], true);// 該函數(shù)計(jì)算輪廓的長(zhǎng)度,后面的bool值表面輪廓曲線是否閉合若為true 則輪廓曲線閉合 //尋找角點(diǎn) // conpoly 同樣為輪廓點(diǎn)集但它第二個(gè)數(shù)組中只有1-9個(gè)參數(shù)為了描述各個(gè)輪廓的拐角點(diǎn) approxPolyDP(contours[i],conpoly[i],0.02* peri,true); // conpoly[i]是輸出array 0.02*peri 這個(gè)參數(shù)理解不了就不要理解!?。?最后一個(gè)參數(shù)仍然是詢問是否閉合 cout << conpoly[i].size() << endl; // 輸出圖像輪廓中的拐角點(diǎn) boundRect[i] = boundingRect(conpoly[i]); // 針對(duì)conpoly[i] 進(jìn)行boundingRect 以 drawContours(img, conpoly, i, Scalar(255, 0, 255), 2); //rectangle(img, boundRect[i].tl(), boundRect[i].br(), Scalar(0, 255, 0), 5); } } }
運(yùn)行結(jié)果:
當(dāng)檢測(cè)出所有圖形都應(yīng)具有拐角點(diǎn)數(shù)之后,在加個(gè)if 判斷圖形的點(diǎn)數(shù),之后通過puttext函數(shù)去顯示,圖形的形狀。
程序:
#include <iostream> #include <opencv2/highgui.hpp> // 說是說gui 具體什么gui 不清楚 #include <opencv2/imgcodecs.hpp> // 圖像頭文件 #include <opencv2/imgproc.hpp> // 圖像處理頭文件 using namespace std; using namespace cv; /*要進(jìn)行圖像形貌檢測(cè)之前 *首先要二值化,再進(jìn)行濾波處理,再進(jìn)行Canny邊緣檢測(cè) *最后才能檢測(cè)出圖形輪廓 */ Mat imgGray, imgBlur, imgCanny,imgDil; void getContours(Mat imgDil,Mat& img); int main() { string path = "resources/shapes.png"; // 導(dǎo)入圖形的時(shí)候,先要在右邊點(diǎn)擊顯示所有文件!??! Mat img = imread(path); // 在opencv 中所有的圖像信息都使用Mat // pre-processing image 圖像預(yù)處理 cvtColor(img, imgGray, COLOR_BGR2GRAY); GaussianBlur(imgGray, imgBlur,Size(3,3),3,0); // 高斯濾波 Canny(imgBlur, imgCanny, 25, 75);// Canny 邊緣檢測(cè) Mat kernel = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(3, 3)); // 其中 Size 和 邊緣檢測(cè)的放大倍數(shù)有關(guān)系 dilate(imgCanny, imgDil, kernel); getContours(imgDil,img); // 第一個(gè)參數(shù) 是尋找輪廓的參數(shù), 第二個(gè)參數(shù)是顯示圖案的參數(shù) imshow("Image", img); //imshow("Image Gray", imgGray); //imshow("Image Blur", imgBlur); //imshow("Image Canny", imgCanny); //imshow("Image Dilate", imgDil); // 圖像放大之后的邊緣檢測(cè)效果要明顯好于 Canny 邊緣檢測(cè),這也是為什么大佬熱衷于dilation的原因 waitKey(0); // 延時(shí),0即相當(dāng)于無窮大 } // 因?yàn)橐婚_始參數(shù)不同,所以電腦直接將其視為重載函數(shù) void getContours(Mat imgDil, Mat& img) { /* contour is a vector inside that vector there is more vector * {{Point(20,30),Point(50,60)},{},{}} each vector like a contour and each contour have some points * **/ vector<vector<Point>> contours; vector<Vec4i> hierarchy; // Vec4i 即代表該向量?jī)?nèi)有4個(gè) int 變量typedef Vec<int, 4> Vec4i; 這四個(gè)向量每一層級(jí)代表一個(gè)輪廓 findContours(imgDil, contours, hierarchy, CV_RETR_EXTERNAL, CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE); // CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE - 簡(jiǎn)單的鏈?zhǔn)浇咏? //drawContours(img, contours, -1, Scalar(255,0,255),2); // contouridx = -1 代表需要繪制所檢測(cè)的所有輪廓 vector<vector<Point>> conpoly(contours.size());// conpoly(paprameter1) ,paprameter1便代表vector對(duì)象的行數(shù),而其列數(shù)中的vector 是使用了point點(diǎn)集但其只包含圖形的拐角點(diǎn)集 vector<Rect> boundRect(contours.size());// Rect 類中x y 函數(shù)描述的是圖形左上角的坐標(biāo) string objType; // 記錄物體形狀 // 為了濾除微小噪聲,因此計(jì)算area 的面積 for (int i = 0; i < contours.size(); i++) // 關(guān)于contours.size()為什么是返回二維數(shù)組的行,因?yàn)?vector::size()函數(shù)只接受vector 對(duì)象的調(diào)用而contours的所有行(不管列)均為其對(duì)象 { int area = contourArea(contours[i]); if (area > 1000) { float peri = arcLength(contours[i], true);// 該函數(shù)計(jì)算輪廓的長(zhǎng)度,后面的bool值表面輪廓曲線是否閉合若為true 則輪廓曲線閉合 //尋找角點(diǎn) // conpoly 同樣為輪廓點(diǎn)集但它第二個(gè)數(shù)組中只有1-9個(gè)參數(shù)為了描述各個(gè)輪廓的拐角點(diǎn) approxPolyDP(contours[i],conpoly[i],0.02* peri,true); // conpoly[i]是輸出array 0.02*peri 這個(gè)參數(shù)理解不了就不要理解!!! 最后一個(gè)參數(shù)仍然是詢問是否閉合 //drawContours(img, contours , i, Scalar(255, 0, 255), 2); // 通過conpoly 而繪制的輪廓中只存在程序認(rèn)為應(yīng)該存在的點(diǎn) cout << conpoly[i].size() << endl; // 輸出圖像輪廓中的拐角點(diǎn) boundRect[i] = boundingRect(conpoly[i]); // 針對(duì)conpoly[i] 進(jìn)行boundingRect 以便擬合相切矩形 //rectangle(img, boundRect[i].tl(), boundRect[i].br(), Scalar(0, 255, 0), 5); // 使用 int objCor = (int)conpoly[i].size(); // 計(jì)算物體邊角數(shù) if (3 == objCor) objType = "Triangle"; else if (4 == objCor) { // 計(jì)算float對(duì)象,一定要記得使用 float 強(qiáng)轉(zhuǎn)符號(hào) float aspRatio = (float)boundRect[i].width/(float)boundRect[i].height; if(aspRatio<1.05 && aspRatio>0.95) objType = "Square"; else objType = "Rectangle"; } else if (objCor > 4) objType = "Circle"; putText(img, objType, Point(boundRect[i].x, boundRect[i].y-5), FONT_HERSHEY_PLAIN, 1, Scalar(0, 69, 255), 1); drawContours(img, conpoly, i, Scalar(255, 0, 255), 2); //rectangle(img, boundRect[i].tl(), boundRect[i].br(), Scalar(0, 255, 0), 5); } } }
運(yùn)行結(jié)果:
四、給被檢測(cè)圖形套上一個(gè)檢測(cè)框
核心函數(shù),使用rectangle()進(jìn)行矩形繪畫。
程序:
#include <iostream> #include <opencv2/highgui.hpp> // 說是說gui 具體什么gui 不清楚 #include <opencv2/imgcodecs.hpp> // 圖像頭文件 #include <opencv2/imgproc.hpp> // 圖像處理頭文件 using namespace std; using namespace cv; /*要進(jìn)行圖像形貌檢測(cè)之前 *首先要二值化,再進(jìn)行濾波處理,再進(jìn)行Canny邊緣檢測(cè) *最后才能檢測(cè)出圖形輪廓 */ Mat imgGray, imgBlur, imgCanny,imgDil; void getContours(Mat imgDil,Mat& img); int main() { string path = "resources/shapes.png"; // 導(dǎo)入圖形的時(shí)候,先要在右邊點(diǎn)擊顯示所有文件?。。? Mat img = imread(path); // 在opencv 中所有的圖像信息都使用Mat // pre-processing image 圖像預(yù)處理 cvtColor(img, imgGray, COLOR_BGR2GRAY); GaussianBlur(imgGray, imgBlur,Size(3,3),3,0); // 高斯濾波 Canny(imgBlur, imgCanny, 25, 75);// Canny 邊緣檢測(cè) Mat kernel = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(3, 3)); // 其中 Size 和 邊緣檢測(cè)的放大倍數(shù)有關(guān)系 dilate(imgCanny, imgDil, kernel); getContours(imgDil,img); // 第一個(gè)參數(shù) 是尋找輪廓的參數(shù), 第二個(gè)參數(shù)是顯示圖案的參數(shù) imshow("Image", img); //imshow("Image Gray", imgGray); //imshow("Image Blur", imgBlur); //imshow("Image Canny", imgCanny); //imshow("Image Dilate", imgDil); // 圖像放大之后的邊緣檢測(cè)效果要明顯好于 Canny 邊緣檢測(cè),這也是為什么大佬熱衷于dilation的原因 waitKey(0); // 延時(shí),0即相當(dāng)于無窮大 } // 因?yàn)橐婚_始參數(shù)不同,所以電腦直接將其視為重載函數(shù) void getContours(Mat imgDil, Mat& img) { /* contour is a vector inside that vector there is more vector * {{Point(20,30),Point(50,60)},{},{}} each vector like a contour and each contour have some points * **/ vector<vector<Point>> contours; vector<Vec4i> hierarchy; // Vec4i 即代表該向量?jī)?nèi)有4個(gè) int 變量typedef Vec<int, 4> Vec4i; 這四個(gè)向量每一層級(jí)代表一個(gè)輪廓 findContours(imgDil, contours, hierarchy, CV_RETR_EXTERNAL, CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE); // CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE - 簡(jiǎn)單的鏈?zhǔn)浇咏? //drawContours(img, contours, -1, Scalar(255,0,255),2); // contouridx = -1 代表需要繪制所檢測(cè)的所有輪廓 vector<vector<Point>> conpoly(contours.size());// conpoly(paprameter1) ,paprameter1便代表vector對(duì)象的行數(shù),而其列數(shù)中的vector 是使用了point點(diǎn)集但其只包含圖形的拐角點(diǎn)集 vector<Rect> boundRect(contours.size());// 記錄各圖形的擬合矩形 string objType; // 記錄物體形狀 // 為了濾除微小噪聲,因此計(jì)算area 的面積 for (int i = 0; i < contours.size(); i++) // 關(guān)于contours.size()為什么是返回二維數(shù)組的行,因?yàn)?vector::size()函數(shù)只接受vector 對(duì)象的調(diào)用而contours的所有行(不管列)均為其對(duì)象 { int area = contourArea(contours[i]); if (area > 1000) { float peri = arcLength(contours[i], true);// 該函數(shù)計(jì)算輪廓的長(zhǎng)度,后面的bool值表面輪廓曲線是否閉合若為true 則輪廓曲線閉合 //尋找角點(diǎn) // conpoly 同樣為輪廓點(diǎn)集但它第二個(gè)數(shù)組中只有1-9個(gè)參數(shù)為了描述各個(gè)輪廓的拐角點(diǎn) approxPolyDP(contours[i],conpoly[i],0.02* peri,true); // conpoly[i]是輸出array 0.02*peri 這個(gè)參數(shù)理解不了就不要理解?。?! 最后一個(gè)參數(shù)仍然是詢問是否閉合 //drawContours(img, contours , i, Scalar(255, 0, 255), 2); // 通過conpoly 而繪制的輪廓中只存在程序認(rèn)為應(yīng)該存在的點(diǎn) cout << conpoly[i].size() << endl; // 輸出圖像輪廓中的拐角點(diǎn) boundRect[i] = boundingRect(conpoly[i]); // 針對(duì)conpoly[i] 進(jìn)行boundingRect 以便擬合相切矩形 //rectangle(img, boundRect[i].tl(), boundRect[i].br(), Scalar(0, 255, 0), 5); // 使用 int objCor = (int)conpoly[i].size(); // 計(jì)算物體邊角數(shù) if (3 == objCor) objType = "Triangle"; else if (4 == objCor) { // 計(jì)算float對(duì)象,一定要記得使用 float 強(qiáng)轉(zhuǎn)符號(hào) float aspRatio = (float)boundRect[i].width/(float)boundRect[i].height; if(aspRatio<1.05 && aspRatio>0.95) objType = "Square"; else objType = "Rectangle"; } else if (objCor > 4) objType = "Circle"; putText(img, objType, Point(boundRect[i].x, boundRect[i].y-5), FONT_HERSHEY_PLAIN, 1, Scalar(0, 69, 255), 1); drawContours(img, conpoly, i, Scalar(255, 0, 255), 2); rectangle(img, boundRect[i].tl(), boundRect[i].br(), Scalar(0, 255, 0), 5); } } }
運(yùn)行結(jié)果:
以上就是本文的全部?jī)?nèi)容,希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。
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