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C++二进制文件读写操作

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二进制文件的读写稍微麻烦一些，对二进制文件的读写同样需要打开文件和关闭文件，打开和关闭方式与文本文件相同，只不过需要在打开方式上加上 ios::binary 以指明以二进制方式进行读写。

对于文本文件而言，我们只能用 ofstream 类定义对象用于输出到文件，用 ifstream 类定义对象用于从文件中输入，而对于二进制文件而言，除了可以这么做以外，我们还可以用 fstream 类定义对象既能用于从文件输入，又能输出到文件中。

针对二进制文件的读写，输入输出类中定义了专门的函数 read() 和 write()，这两个都是类的成员函数，它们的函数原型为： 
istream & read ( char * buffer, int size );
ostream & write ( const char * buffer, int size );
buffer 是指向内存中的一段存储空间，size 是存储空间的大小，也即需要读写的内容的字节数。

有了这两个用于读写二进制文件的函数，我们通过示例来看一下如何使用这两个函数：
#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;

int main()
{
    int A[ 3 ][ 10 ] = { { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 },
                         { 1, 2, 3, 4, 7, 7, 7, 7, 7, 7 },
                         { 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0 } };
    int B[ 3 ][ 10 ];
    int i, j;

    for( i = 0; i < 3; i++ )
    {
        for( j = 0 ; j < 10; j++ )
        {
            cout << A[ i ][ j ] <<" ";
        }
        cout << endl;
    }
    cout << endl;

    //*******************************************
    ofstream output( "test.txt", ios::out | ios::binary );
    if( ! output )
    {
        cerr << "Open output file error!" << endl;
        exit( -1 );
    }

    output.write ((char *) A, sizeof( A ) );
    for( i = 0; i < 3; i++ )
    {
        for( j = 0 ; j < 10; j++ )
        {
            //output.write ( ( char * ) & A [ i ][ j ], sizeof( A [ i ][ j ] ) );
        }
    }

    output.close();

    //*******************************************
    ifstream input( "test.txt", ios::in | ios::binary );
    if( ! input )
    {
        cerr << "Open input file error!" << endl;
        exit( -1 );
    }

    input.read( ( char * ) & B , sizeof( B ) );
    for( i = 0; i < 3; i++ )
    {
        for( j = 0 ; j < 10; j++ )
        {
            //input.read ( ( char * ) & B[ i ][ j ], sizeof( B[ i ][ j ] ));
        }
    }

    for( i = 0; i < 3; i++ )
    {
        for( j = 0 ; j < 10; j++ )
        {
            cout << B[ i ][ j ] <<" ";
        }
        cout << endl;
    }

    //*******************************************
    int temp;
    input.seekg( 20 * sizeof( int ), ios::beg );
    input.read( ( char * ) & temp, sizeof( int ));
    cout << temp << endl;

    input.close();

    return 0;
}
程序的主要功能是：先将一个二维数组以二进制的方式写入到一个 test.txt 文件中，之后再从这个文件中读出其中的数据赋值给另外一个数组。

我们来细看一下程序中主函数的执行过程：
1) 一开始定义了一个数组 A[3][10] 并赋了初值，之后又定义了另一个数组 B[3][10]，用于存放从文件中读入的数据，程序先将 A[3][10] 数组中的数据打印出来。

2) 定义一个 ofstream 类的对象，以二进制方式打开文件，这种文件打开方式和文本文件打开方式是一样的，检测文件是否打开方法也是一样的。

3) 文件正常打开之后，我们开始将 A[3][10] 数组中的数据以二进制的形式输出到文件中。通过 ofstream 类的对象调用 write() 函数，因为 write() 函数的第一个参数为 char* 指针，因此需要进行一次强制类型转换，第二个参数给出了数组 A[3][10] 在内存中所占空间大小。因为数组在内存中是连续存储的，因此我们可以只用这么一个语句，就将所有的数组内容以二进制的方式写入到文本中。之后输出数据操作结束，关闭文件。

当然，如果我们想一个一个数据的输出到文件也不是不可以的，注释掉的那个语句就是一个一个元素输出的。


4) 紧接着，程序开始从文件中读入数据，打开文件也是和打开文本文件是一样的，只是在打开方式处添加了 ios::binary 以指明以二进制方式打开文件。同样的，我们也可以利用一个语句就将文件中的所有数据都读入到 B[3][10] 数组中。之后我们将 B[3][10] 数组中的数据打印出来。

当然，在程序设计过程中，我们有时候并不会像本例这样的，每次都将一堆数据全部存入文件或者将一堆数据全部读入到内存，很可能只需要获取某个指定位置的数据而已，此时如果需要将数据全部读入再找到数据的存储位置，效率实在太低。为此，系统提供了一些操作文件读写指针位置的成员函数，我们可以使用这些函数，将文件读写指针移动到指定位置并操作其中的数据，具体函数见下表。

函数 用途
gcount() 返回最后一次输入所读入的字节数
tellg() 返回输入指针的当前位置
seekg(文件中的位置) 将输入文件中指针移动到指定的位置
seekg(位移量, 参照位置) 以参照位置为标准移动指针
tellp() 返回输出文件指针当前位置
seekp(文件中的位置) 将输出文件中指针移动到指定的位置
seekp(位移量, 参照位置) 以参照位置为为标准移动指针

表中所列函数以“g”（get 的首字母）结尾的函数都是用于输入的函数，而以“p”（put 的首字母）结尾的函数都是用于输出的函数。函数中有提到参照位置，在系统中定义了三种参照位置：
  • ios::beg：所打开文件的开头，这是默认值；
  • ios::cur：文件读写指针当前的位置；
  • ios::end：文件结尾。

在本节的示例程序中，我们使用 seekg() 将文件读写指针以文件开头为标准移动 20 个 int 型数据，此时指针指向的是第三行第一列的数据，然后我们用 read() 函数将数据读入到 temp() 中，输出 temp() 结果确实是第三行第一列中的数据 9。
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