C++用read()和write()读写二进制文件的超详细教程

前言

通过前一节的学习，读者了解了以文本形式读写文件和以二进制形式读写文件的区别，并掌握了用重载的 >> 和 << 运算符实现以文本形式读写文件。在此基础上，本节继续讲解如何以二进制形式读写文件。

不过介绍具体的实现方法前，先给读者介绍一下相比以文本形式读写文件，以二进制形式读写文件有哪些好处？

举个例子，现在要做一个学籍管理程序，其中一个重要的工作就是记录学生的学号、姓名、年龄等信息。这意味着，我们需要用一个类来表示学生，如下所示：

class CStudent
{
    char szName[20];  //假设学生姓名不超过19个字符，以 '\0' 结尾
    char szId[l0];  //假设学号为9位，以 '\0' 结尾
    int age;  //年龄
};

前面章节中，我们学会了如何以文本形式读写文件，如果使用此方式存储学生的信息，则最终的文件中存储的学生信息可能是这个样子：

Micheal Jackson 110923412 17
Tom Hanks 110923413 18

…

要知道，这种存储学生信息的方式不但浪费空间，而且后期不利于查找指定学生的信息（查找效率低下），因为每个学生的信息所占用的字节数不同。

这种情况下，以二进制形式将学生信息存储到文件中，是非常不错的选择，因为以此形式存储学生信息，可以直接把 CStudent 对象写入文件中，这意味着每个学生的信息都只占用 sizeof(CStudent) 个字节。

值得一提的是，要实现以二进制形式读写文件，<< 和 >> 将不再适用，需要使用 C++ 标准库专门提供的 read() 和 write() 成员方法。其中，read() 方法用于以二进制形式从文件中读取数据；write() 方法用于以二进制形式将数据写入文件。

C++ ostream::write()方法写文件

ofstream 和 fstream 的 write() 成员方法实际上继承自 ostream 类，其功能是将内存中 buffer 指向的 count 个字节的内容写入文件，基本格式如下：

ostream & write(char* buffer, int count);

其中，buffer 用于指定要写入文件的二进制数据的起始位置；count 用于指定写入字节的个数。

也就是说，该方法可以被 ostream 类的 cout 对象调用，常用于向屏幕上输出字符串。同时，它还可以被 ofstream 或者 fstream 对象调用，用于将指定个数的二进制数据写入文件。

同时，该方法会返回一个作用于该函数的引用形式的对象。举个例子，obj.write() 方法的返回值就是对 obj 对象的引用。

需要注意的一点是，write() 成员方法向文件中写入若干字节，可是调用 write() 函数时并没有指定这些字节写入文件中的具体位置。事实上，write() 方法会从文件写指针指向的位置将二进制数据写入。所谓文件写指针，是是 ofstream 或 fstream 对象内部维护的一个变量，文件刚打开时，文件写指针指向的是文件的开头（如果以 ios::app 方式打开，则指向文件末尾），用 write() 方法写入 n 个字节，写指针指向的位置就向后移动 n 个字节。

下面的程序演示了如何将学生信息以二进制形式写入文件：

#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
class CStudent
{
public:
    char szName[20];
    int age;
};
int main()
{
    CStudent s;
    ofstream outFile("students.dat", ios::out | ios::binary);
    while (cin >> s.szName >> s.age)
        outFile.write((char*)&s, sizeof(s));
    outFile.close();
    return 0;
}

输入：

Tom 60↙
Jack 80↙
Jane 40↙
^Z↙

其中，↙表示输出换行符，^Z 表示输入Ctrl+Z组合键结束输入。

执行程序后，会自动生成一个 students.dat 文件，其内部存有 72 字节的数据，如果用“记事本”打开此文件，可能看到如下乱码：

Tom 烫烫烫烫烫烫烫烫<   Jack 烫烫烫烫烫烫烫蘌   Jane 烫烫烫烫烫烫烫?

值得一提的是，程序中第 13 行指定文件的打开模式为 ios::out | ios::binary，即以二进制写模式打开。在 Windows平台中，以二进制模式打开文件是非常有必要的，否则可能出错。

另外，第 15 行将 s 对象写入文件。s 的地址就是要写入文件的内存缓冲区的地址，但是 &s 不是 char * 类型，因此要进行强制类型转换；第 16 行，文件使用完毕一定要关闭，否则程序结束后文件的内容可能不完整。

C++ istream::read()方法读文件

ifstream 和 fstream 的 read() 方法实际上继承自 istream 类，其功能正好和 write() 方法相反，即从文件中读取 count 个字节的数据。该方法的语法格式如下：

istream & read(char* buffer, int count);

其中，buffer 用于指定读取字节的起始位置，count 指定读取字节的个数。同样，该方法也会返回一个调用该方法的对象的引用。

和 write() 方法类似，read() 方法从文件读指针指向的位置开始读取若干字节。所谓文件读指针，可以理解为是 ifstream 或 fstream 对象内部维护的一个变量。文件刚打开时，文件读指针指向文件的开头（如果以 ios::app 方式打开，则指向文件末尾），用 read() 方法读取 n 个字节，读指针指向的位置就向后移动 n 个字节。因此，打开一个文件后连续调用 read() 方法，就能将整个文件的内容读取出来。

通过执行 write() 方法的示例程序，我们将 3 个学生的信息存储到了 students.dat 文件中，下面程序演示了如何使用 read() 方法将它们读取出来：

#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
class CStudent
{
public:
    char szName[20];
    int age;
};
int main()
{
    CStudent s;       
    ifstream inFile("students.dat",ios::in|ios::binary); //二进制读方式打开
    if(!inFile) {
        cout << "error" <<endl;
        return 0;
    }
    while(inFile.read((char *)&s, sizeof(s))) { //一直读到文件结束
        cout << s.szName << " " << s.age << endl;   
    }
    inFile.close();
    return 0;
}

程序的输出结果是：

Tom 60
Jack 80
Jane 40

注意，程序中第 18 行直接将 read() 方法作为 while 循环的判断条件，这意味着，read() 方法会一直读取到文件的末尾，将所有字节全部读取完毕，while 循环才会终止。

另外，在使用 read() 方法的同时，如果想知道一共成功读取了多少个字节（读到文件尾时，未必能读取 count 个字节），可以在 read() 方法执行后立即调用文件流对象的 gcount() 成员方法，其返回值就是最近一次 read() 方法成功读取的字节数。感兴趣的读者可自行尝试，这里不再做具体演示。

总结

到此这篇关于C++用read()和write()读写二进制文件的文章就介绍到这了,更多相关C++ read()和write()读写二进制文件内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！