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C++ 二進(jìn)制文件讀取和寫入(精選教程)

更新時(shí)間：2018-12-31 15:22:27| 編輯：本站整理 | 信息來源：本站整理|瀏覽數(shù)：
在C++的編程中，經(jīng)常需要對(duì)二進(jìn)制文件進(jìn)行讀寫操作，對(duì)于初學(xué)者而言，可能代碼方面會(huì)有一些不熟悉，下面小編整理了C++ 二進(jìn)制文件讀取和寫入(精選教程)，大家可以學(xué)習(xí)一下。

二進(jìn)制文件的讀寫對(duì)于普通文本要稍微麻煩一些，對(duì)二進(jìn)制文件的讀寫同樣需要打開文件和關(guān)閉文件，打開和關(guān)閉方式與文本文件相同，只不過需要在打開方式上加上ios::binary以指明以二進(jìn)制方式進(jìn)行讀寫。


C++二進(jìn)制文件讀取和寫入


C++二進(jìn)制文件讀寫對(duì)比文本文件的好處：


使用文本方式儲(chǔ)存信息比較我浪費(fèi)空間，也不便于檢索，如：一個(gè)學(xué)籍管理程序需要記錄所有學(xué)生的學(xué)號(hào)、姓名、年齡信息，并且能夠按照姓名查找學(xué)生的信息。程序中可以用一個(gè)類來表示學(xué)生： 


    

  1. class CStudent
    2. 

  2. {
    3. 

  3.     char szName[20];  //假設(shè)學(xué)生姓名不超過19個(gè)字符，以 '\0' 結(jié)尾
    4. 

  4.     char szId[l0];  //假設(shè)學(xué)號(hào)為9位，以 '\0' 結(jié)尾
    5. 

  5.     int age;  //年齡
    6. 

  6. };
    7. 






如果用文本文件存儲(chǔ)學(xué)生的信息，文件可能是如下樣子：



Micheal Jackson 110923412 17



Tom Hanks 110923413 18





這種存儲(chǔ)方式不但浪費(fèi)空間，而且查找效率低下。因?yàn)槊總€(gè)學(xué)生的信息所占用的字節(jié)數(shù)不同，所以即使文件中的學(xué)生信息是按姓名排好序的，要用程序根據(jù)名字進(jìn)行查找仍然沒有什么好辦法，只能在文件中從頭到尾搜索。



如果把全部的學(xué)生信息都讀入內(nèi)存并排序后再查找，當(dāng)然速度會(huì)很快，但如果學(xué)生數(shù)巨大，則把所有學(xué)生信息都讀人內(nèi)存可能是不現(xiàn)實(shí)的。







可以用二進(jìn)制的方式來存儲(chǔ)學(xué)生信息，即把 CStudent 對(duì)象直接寫入文件。在該文件中，每個(gè)學(xué)生的信息都占用 sizeof(CStudent) 個(gè)字節(jié)。對(duì)象寫入文件后一般稱作“記錄”。本例中，每個(gè)學(xué)生都對(duì)應(yīng)于一條記錄。該學(xué)生記錄文件可以按姓名排序，則使用折半查找的效率會(huì)很高。



讀寫二進(jìn)制文件不能使用前面提到的類似于 cin、cout 從流中讀寫數(shù)據(jù)的方法。這時(shí)可以調(diào)用 ifstream 類和 fstream 類的 read 成員函數(shù)從文件中讀取數(shù)據(jù)，調(diào)用 ofstream 和 fstream 的 write 成員函數(shù)向文件中寫入數(shù)據(jù)。





用 ostream::write 成員函數(shù)寫文件





ofstream 和 fstream 的 write 成員函數(shù)實(shí)際上繼承自 ostream 類，原型如下：

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

該成員函數(shù)將內(nèi)存中 buffer 所指向的 count 個(gè)字節(jié)的內(nèi)容寫入文件，返回值是對(duì)函數(shù)所作用的對(duì)象的引用，如 obj.write(...) 的返回值就是對(duì) obj 的引用。



write 成員函數(shù)向文件中寫入若干字節(jié)，可是調(diào)用 write 函數(shù)時(shí)并沒有指定這若干字節(jié)要寫入文件中的什么位置。那么，write 函數(shù)在執(zhí)行過程中到底把這若干字節(jié)寫到哪里呢？答案是從文件寫指針指向的位置開始寫入。



文件寫指針是 ofstream 或 fstream 對(duì)象內(nèi)部維護(hù)的一個(gè)變量。文件剛打開時(shí)，文件寫指針指向文件的開頭（如果以 ios::app 方式打開，則指向文件末尾），用 write 函數(shù)寫入 n 個(gè)字節(jié)，寫指針指向的位置就向后移動(dòng) n 個(gè)字節(jié)。



下面的程序從鍵盤輸入幾名學(xué)生的姓名和年齡（輸入時(shí)，在單獨(dú)的一行中按 Ctrl+Z 鍵再按回車鍵以結(jié)束輸入。假設(shè)學(xué)生姓名中都沒有空格），并以二進(jìn)制文件形式存儲(chǔ)，成為一個(gè)學(xué)生記錄文件 students.dat。



例子，用二進(jìn)制文件保存學(xué)生記錄：







    

  1. #include <iostream>
    2. 

  2. #include <fstream>
    3. 

  3. using namespace std;
    4. 

  4. class CStudent
    5. 

  5. {
    6. 

  6. public:
    7. 

  7. char szName[20];
    8. 

  8. int age;
    9. 

  9. };
    10. 

  10. int main()
    11. 

  11. {
    12. 

  12. CStudent s;
    13. 

  13. ofstream outFile("students.dat", ios::out | ios::binary);
    14. 

  14. while (cin >> s.szName >> s.age)
    15. 

  15. outFile.write((char*)&s, sizeof(s));
    16. 

  16. outFile.close();
    17. 

  17. return 0;
    18. 

  18. }
    19. 






輸入：



Tom 60↙

Jack 80↙

Jane 40↙

^Z↙



則形成的 students.dat 為 72 字節(jié)，用“記事本”程序打開呈現(xiàn)亂碼：

Tom燙燙燙燙燙燙燙燙 Jack燙燙燙燙燙燙燙？ Jane燙燙燙燙燙燙燙？



第 13 行指定文件的打開模式是 ios::out|ios::binary，即以二進(jìn)制寫模式打開。在 Windows平臺(tái)中，用二進(jìn)制模式打開是必要的，否則可能出錯(cuò)。



第 15 行將 s 對(duì)象寫入文件。s 的地址就是要寫入文件的內(nèi)存緩沖區(qū)的地址。但是 &s 不是 char * 類型，因此要進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換。



第 16 行，文件使用完畢一定要關(guān)閉，否則程序結(jié)束后文件的內(nèi)容可能不完整。





用 istream::read 成員函數(shù)讀文件





ifstream 和 fstream 的 read 成員函數(shù)實(shí)際上繼承自 istream 類，原型如下：

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

該成員函數(shù)從文件中讀取 count 個(gè)字節(jié)的內(nèi)容，存放到 buffer 所指向的內(nèi)存緩沖區(qū)中，返回值是對(duì)函數(shù)所作用的對(duì)象的引用。



如果想知道一共成功讀取了多少個(gè)字節(jié)（讀到文件尾時(shí)，未必能讀取 count 個(gè)字節(jié)），可以在 read 函數(shù)執(zhí)行后立即調(diào)用文件流對(duì)象的 gcount 成員函數(shù)，其返回值就是最近一次 read 函數(shù)執(zhí)行時(shí)成功讀取的字節(jié)數(shù)。gcount 是 istream 類的成員函數(shù)，原型如下：

int gcount();

read 成員函數(shù)從文件讀指針指向的位置開始讀取若干字節(jié)。文件讀指針是 ifstream 或 fstream 對(duì)象內(nèi)部維護(hù)的一個(gè)變量。文件剛打開時(shí)，文件讀指針指向文件的開頭（如果以ios::app 方式打開，則指向文件末尾），用 read 函數(shù)讀取 n 個(gè)字節(jié)，讀指針指向的位置就向后移動(dòng) n 個(gè)字節(jié)。因此，打開一個(gè)文件后連續(xù)調(diào)用 read 函數(shù)，就能將整個(gè)文件的內(nèi)容讀取出來。



下面的程序?qū)⑶懊鎰?chuàng)建的學(xué)生記錄文件 students.dat 的內(nèi)容讀出并顯示。







    

  1. #include <iostream>
    2. 

  2. #include <fstream>
    3. 

  3. using namespace std;
    4. 

  4. class CStudent
    5. 

  5. {
    6. 

  6. public:
    7. 

  7. char szName[20];
    8. 

  8. int age;
    9. 

  9. };
    10. 

  10. int main()
    11. 

  11. {
    12. 

  12. CStudent s;
    13. 

  13. ifstream inFile("students.dat",ios::in|ios::binary); //二進(jìn)制讀方式打開
    14. 

  14. if(!inFile) {
    15. 

  15. cout << "error" <<endl;
    16. 

  16. return 0;
    17. 

  17. }
    18. 

  18. while(inFile.read((char *)&s, sizeof(s))) { //一直讀到文件結(jié)束
    19. 

  19. int readedBytes = inFile.gcount(); //看剛才讀了多少字節(jié)
    20. 

  20. cout << s.szName << " " << s.age << endl;
    21. 

  21. }
    22. 

  22. inFile.close();
    23. 

  23. return 0;
    24. 

  24. }
    25. 






程序的輸出結(jié)果是：

Tom 60

Jack 80

Jane 40



第 18 行，判斷文件是否已經(jīng)讀完的方法和 while(cin>>n) 類似，歸根到底都是因?yàn)?istream 類重載了 bool 強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符。



第 19 行只是演示 gcount 函數(shù)的用法，刪除該行對(duì)程序運(yùn)行結(jié)果沒有影響。



思考題：關(guān)于 students.dat 的兩個(gè)程序中，如果 CStudent 類的 szName 的定義不是“char szName[20] ”而是“string szName”，是否可以？為什么？





用文件流類的 put 和 get 成員函數(shù)讀寫文件



可以用 ifstream 和 fstream 類的 get 成員函數(shù)（繼承自 istream 類）從文件中一次讀取一個(gè)字節(jié)，也可以用 ofstream 和 fstream 類的 put 成員函數(shù)（繼承自 ostream 類） 向文件中一次寫入一個(gè)字節(jié)。



例題：編寫一個(gè) mycopy 程序，實(shí)現(xiàn)文件復(fù)制的功能。用法是在“命令提示符”窗口輸入：

mycopy 源文件名 目標(biāo)文件名

就能將源文件復(fù)制到目標(biāo)文件。例如：

mycopy src.dat dest.dat

即將 src.dat 復(fù)制到 dest.dat。如果 dest.dat 原本就存在，則原來的文件會(huì)被覆蓋。



解題的基本思路是每次從源文件讀取一個(gè)字節(jié)，然后寫入目標(biāo)文件。程序如下：







    

  1. #include <iostream>
    2. 

  2. #include <fstream>
    3. 

  3. using namespace std;
    4. 

  4. int main(int argc, char* argv[])
    5. 

  5. {
    6. 

  6. if (argc != 3) {
    7. 

  7. cout << "File name missing!" << endl;
    8. 

  8. return 0;
    9. 

  9. }
    10. 

  10. ifstream inFile(argv[l], ios::binary | ios::in); //以二進(jìn)制讀模式打開文件
    11. 

  11. if (!inFile) {
    12. 

  12. cout << "Source file open error." << endl;
    13. 

  13. return 0;
    14. 

  14. }
    15. 

  15. ofstream outFile(argv[2], ios::binary | ios::out); //以二進(jìn)制寫模式打開文件
    16. 

  16. if (!outFile) {
    17. 

  17. cout << "New file open error." << endl;
    18. 

  18. inFile.close(); //打開的文件一定要關(guān)閉
    19. 

  19. return 0;
    20. 

  20. }
    21. 

  21. char c;
    22. 

  22. while (inFile.get(c)) //每次讀取一個(gè)字符
    23. 

  23. outFile.put(c); //每次寫入一個(gè)字符
    24. 

  24. outFile.close();
    25. 

  25. inFile.close();
    26. 

  26. return 0;
    27. 

  27. }
    28. 






文件存放于磁盤中，磁盤的訪問速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于內(nèi)存。如果每次讀一個(gè)字節(jié)或?qū)懸粋€(gè)字節(jié)都要訪問磁盤，那么文件的讀寫速度就會(huì)慢得不可忍受。因此，操作系統(tǒng)在接收到讀文件的請(qǐng)求時(shí)，哪怕只要讀一個(gè)字節(jié)，也會(huì)把一片數(shù)據(jù)（通常至少是 512 個(gè)字節(jié)，因?yàn)榇疟P的一個(gè)扇區(qū)是 512 B）都讀取到一個(gè)操作系統(tǒng)自行管理的內(nèi)存緩沖區(qū)中，當(dāng)要讀下一個(gè)字節(jié)時(shí)，就不需要訪問磁盤，直接從該緩沖區(qū)中讀取就可以了。



操作系統(tǒng)在接收到寫文件的請(qǐng)求時(shí)，也是先把要寫入的數(shù)據(jù)在一個(gè)內(nèi)存緩沖區(qū)中保存起來，等緩沖區(qū)滿后，再將緩沖區(qū)的內(nèi)容全部寫入磁盤。關(guān)閉文件的操作就能確保內(nèi)存緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)被寫入磁盤。



盡管如此，要連續(xù)讀寫文件時(shí)，像 mycopy 程序那樣一個(gè)字節(jié)一個(gè)字節(jié)地讀寫，還是不如一次讀寫一片內(nèi)存區(qū)域快。每次讀寫的字節(jié)數(shù)最好是 512 的整數(shù)倍。











	
1. 二進(jìn)制文件寫入示例：







	
//采用C模式寫二進(jìn)制文件
void DataWrite_CMode()
{
	//準(zhǔn)備數(shù)據(jù)
	double pos[200];
	for(int i = 0; i < 200; i ++ )
		pos[i] = i ;
	//寫出數(shù)據(jù)
	FILE *fid;
	fid = fopen("binary.dat","wb");
	if(fid == NULL)
	{
		printf("寫出文件出錯(cuò)");
		return;
	}
	int mode = 1;
	printf("mode為1，逐個(gè)寫入；mode為2，逐行寫入\n");
	scanf("%d",&mode);
	if(1==mode)
	{
		for(int i = 0; i < 200; i++)
			fwrite(&pos[i],sizeof(double),1,fid);
	}
	else if(2 == mode)
	{
		fwrite(pos, sizeof(double), 200, fid);
	}
	fclose(fid);
}

2. 二進(jìn)制文件讀取示例：








	

	

	
//采用C模式讀二進(jìn)制文件
void DataRead_CMode()
{
	FILE *fid;
	fid = fopen("binary.dat","rb");
	if(fid == NULL)
	{
		printf("讀取文件出錯(cuò)");
		return;
	}
	int mode = 1;
	printf("mode為1，知道pos有多少個(gè)；mode為2，不知道pos有多少個(gè)\n");
	scanf("%d",&mode);
	if(1 == mode)
	{
		double pos[200];
		fread(pos,sizeof(double),200,fid);
		for(int i = 0; i < 200; i++)
			printf("%lf\n", pos[i]);
		free(pos);
	}
	else if(2 == mode)
	{
		//獲取文件大小
		fseek (fid , 0 , SEEK_END);       
		long lSize = ftell (fid);  
		rewind (fid); 
		//開辟存儲(chǔ)空間
		int num = lSize/sizeof(double);
		double *pos = (double*) malloc (sizeof(double)*num);  
		if (pos == NULL)  
		{  
			printf("開辟空間出錯(cuò)");   
			return; 
		} 
		fread(pos,sizeof(double),num,fid);
		for(int i = 0; i < num; i++)
			printf("%lf\n", pos[i]);
		free(pos);     //釋放內(nèi)存
	}
	fclose(fid);
}

	

	







 


                

 
 

            



















    









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