C++ 文件二进制输入输出 C++ fstream和文件打开模式

文本文件和二进制文件

我们一般将文件分为文本文件和二进制文件。文本文件就是可以通过文本编辑器打开和编辑的文件，如使用Windows中的记事本（NotePad）或UNIX中的vi可以处理的文件。非文本文件都是二进制文件，我们不能直接使用文本编辑器编辑他们，而是通过计算机程序来处理的。常见的二进制文件，比如：图片，视频，音频以及可执行文件。

也就是说，文本文件由字符序列构成，而二进制文件由二进制位序列构成。

但是从本质上说，文件都是二进制文件。因为对于计算机来说，它只能够识别二进制的文件。我们所说的文本文件，其实本质也是二进制文件，只是通过编码（encode）将二进制位转换为了字符（编码格式想必不用多说，常见的有ASCII，GBK，Unicode等），以便人类更好地阅读。

因此我们说，文本I/O是建立在二进制I/O的基础上的，在其之上提供了一层字符编码/解码的抽象。

二进制I/O不许要任何转换。如果采用二进制I/O方式向文件中写入一个数值，那么内存中存储的值会原样复制到文件中。

那么我们如何使用二进制I/O呢？在前边的博客（C++ fstream和文件打开模式）提到过，要使用ios::binary打开文件。缺省条件下，文件是以文本文件打开的。

二进制文件的输入和输出

我们之前使用流操作符或者一些函数（put，get，getline）来读写文本文件。但是对于二进制文件，需要使用read和write函数，或者get、put、getline函数进行读写操作。

（为了方便下文用.dat文件表示二进制文件）

write函数

语法：

streamObject.write(const char* s, int size)

streamObject是流对象

s是一个字符数组

size是s的长度

下面看一个例子：

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
    ofstream binaryio("city.dat", ios::binary);
    string city = "北京";

    binaryio.write(city.c_str(), sizeof(city));
    binaryio.close();

    cout << "二进制文件city.dat创建成功！" << endl;

    return 0;
}

运行结果：

 上面的例子中，写入的是字符数据，但是很多情况下，我们要写入非字符数据，如数字。那么我们可以使用reinterpret_cast来实现。此运算符可以将一个指针类型转换为不相关的指针类型。它只是简单地进行了指针值的二进制复制，并不改变指针所指向的数据。语法如下：

reinterpret_cast<datatype*>(address)

address是输出数据的起始地址

datatype是希望转换为的类型

在进行二进制I/O时，应转换为char类型。

看下面的例子：

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
    ofstream binaryio("temp.dat", ios::binary);
    int value = 120;

    binaryio.write(reinterpret_cast<char*>(&value), sizeof(value));
    binaryio.close();

    cout << "二进制文件temp.dat创建成功！" << endl;

    return 0;
}

运行结果：

 

 read函数

语法：

streamObject.read(const char* address, int size)

size指最大字节数，实际读取的字符数可以从成员函数gcount中获取。

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
    ifstream binaryio("city.dat", ios::binary);
    char s[10];

    binaryio.read(s,10);
    cout << "读入的字节数为：" << binaryio.gcount() << endl;
    s[binaryio.gcount()] = '\0';
    cout << s << endl;
    binaryio.close();

    return 0;
}

运行结果：

 如果想读入非字符数据，那么仍然使用reinterpret_cast

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
    ifstream binaryio("temp.dat", ios::binary);
    int value;

    binaryio.read(reinterpret_cast<char*>(&value),sizeof(value));
    cout << "读入的字节数为：" << binaryio.gcount() << endl;
    cout << value << endl;
    binaryio.close();

    return 0;
}

运行结果：