二進(jìn)制文件不是以ASCII代碼存放數(shù)據(jù)的，它將內(nèi)存中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)形式不加轉(zhuǎn)換地傳送到磁盤文件，因此它又稱為內(nèi)存數(shù)據(jù)的映像文件。因?yàn)槲募械男畔⒉皇亲址麛?shù)據(jù)，而是字節(jié)中的二進(jìn)制形式的信息，因此它又稱為字節(jié)文件。

對(duì)二進(jìn)制文件的操作也需要先打開(kāi)文件，用完后要關(guān)閉文件。在打開(kāi)時(shí)要用ios::binary指定為以二進(jìn)制形式傳送和存儲(chǔ)。二進(jìn)制文件除了可以作為輸入文件或輸出文件外,還可以是既能輸入又能輸出的文件。這是和ASCII文件不同的地方。
用成員函數(shù)read和write讀寫二進(jìn)制文件

對(duì)二進(jìn)制文件的讀寫主要用istream類的成員函數(shù)read和write來(lái)實(shí)現(xiàn)。這兩個(gè)成員函數(shù)的原型為

  istream& read(char *buffer,int len);
  ostream& write(const char * buffer,int len);

字符指針buffer指向內(nèi)存中一段存儲(chǔ)空間。len是讀寫的字節(jié)數(shù)。調(diào)用的方式為：

  a. write(p1,50);
  b. read(p2,30);

上面第一行中的a是輸出文件流對(duì)象，write函數(shù)將字符指針p1所給出的地址開(kāi)始的50個(gè)字節(jié)的內(nèi)容不加轉(zhuǎn)換地寫到磁盤文件中。在第二行中，b是輸入文件流對(duì)象，read 函數(shù)從b所關(guān)聯(lián)的磁盤文件中，讀入30個(gè)字節(jié)(或遇EOF結(jié)束），存放在字符指針p2所指的一段空間內(nèi)。

[例] 將一批數(shù)據(jù)以二進(jìn)制形式存放在磁盤文件中。

#include <fstream>
using namespace std;
struct student
{
  char name[20];
  int num;
  int age;
  char sex;
};
int main( )
{
  student stud[3]={"Li",1001,18,'f',"Fun",1002,19,'m',"Wang",1004,17,'f'};
  ofstream outfile("stud.dat",ios::binary);
  if(!outfile)
  {
   cerr<<"open error!"<<endl;
   abort( );//退出程序
  }
  for(int i=0;i<3;i++)
   outfile.write((char*)&stud[i],sizeof(stud[i]));
   outfile.close( );
  return 0;
}

用成員函數(shù)write向stud.dat輸出數(shù)據(jù)，從前面給出的write函數(shù)的原型可以看出： 第1個(gè)形參是指向char型常變量的指針變量buffer，之所以用const聲明，是因?yàn)椴辉试S通過(guò)指針改變其指向數(shù)據(jù)的值。形參要求相應(yīng)的實(shí)參是字符指針或字符串的首地址?，F(xiàn)在要將結(jié)構(gòu)體數(shù)組的一個(gè)元素（包含4個(gè)成員）一次輸出到磁盤文件stud.dat。&tud[i] 是結(jié)構(gòu)體數(shù)組第i個(gè)元素的首地址，但這是指向結(jié)構(gòu)體的指針，與形參類型不匹配。因此 要用(char *)把它強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為字符指針。第2個(gè)參數(shù)是指定一次輸出的字節(jié)數(shù)。sizeof (stud[i])的值是結(jié)構(gòu)體數(shù)組的一個(gè)元素的字節(jié)數(shù)。調(diào)用一次write函數(shù)，就將從&tud[i]開(kāi)始的結(jié)構(gòu)體數(shù)組的一個(gè)元素輸出到磁盤文件中，執(zhí)行3次循環(huán)輸出結(jié)構(gòu)體數(shù)組的3個(gè)元素。

其實(shí)可以一次輸出結(jié)構(gòu)體數(shù)組的個(gè)元素，將for循環(huán)的兩行改為以下一行：

  outfile.write((char*)&stud[0],sizeof(stud));

執(zhí)行一次write函數(shù)即輸出了結(jié)構(gòu)體數(shù)組的全部數(shù)據(jù)。

abort函數(shù)的作用是退出程序，與exit作用相同。

可以看到，用這種方法一次可以輸出一批數(shù)據(jù)，效率較高。在輸出的數(shù)據(jù)之間不必加入空格，在一次輸出之后也不必加回車換行符。在以后從該文件讀入數(shù)據(jù)時(shí)不是靠空格作為數(shù)據(jù)的間隔，而是用字節(jié)數(shù)來(lái)控制。

[例] 將剛才以二進(jìn)制形式存放在磁盤文件中的數(shù)據(jù)讀入內(nèi)存并在顯示器上顯示。

#include <fstream>
using namespace std;
struct student
{
  string name;
  int num;
  int age;
  char sex;
};
int main( )
{
  student stud[3];
  int i;
  ifstream infile("stud.dat",ios::binary);
  if(!infile)
  {
   cerr<<"open error!"<<endl;
   abort( );
  }
  for(i=0;i<3;i++)
  infile.read((char*)&stud[i],sizeof(stud[i]));
  infile.close( );
  for(i=0;i<3;i++)
  {
   cout<<"NO."<<i+1<<endl;
   cout<<"name:"<<stud[i].name<<endl;
   cout<<"num:"<<stud[i].num<<endl;;
   cout<<"age:"<<stud[i].age<<endl;
   cout<<"sex:"<<stud[i].sex<<endl<<endl;
  }
  return 0;
}

運(yùn)行時(shí)在顯示器上顯示:

NO.1
name: Li
num: 1001
age: 18
sex: f

NO.2
name: Fun
num: 1001
age: 19
sex: m

NO.3
name: Wang
num: 1004
age: 17
sex: f

請(qǐng)思考，能否一次讀入文件中的全部數(shù)據(jù)，如：

  infile.read((char*)&stud[0],sizeof(stud));

答案是可以的，將指定數(shù)目的字節(jié)讀入內(nèi)存，依次存放在以地址&tud[0]開(kāi)始的存儲(chǔ)空間中。要注意讀入的數(shù)據(jù)的格式要與存放它的空間的格式匹配。由于磁盤文件中的數(shù)據(jù)是從內(nèi)存中結(jié)構(gòu)體數(shù)組元素得來(lái)的，因此它仍然保留結(jié)構(gòu)體元素的數(shù)據(jù)格式。現(xiàn)在再讀入內(nèi)存，存放在同樣的結(jié)構(gòu)體數(shù)組中，這必然是匹配的。如果把它放到一個(gè)整型數(shù)組中，就不匹配了，會(huì)出錯(cuò)。
與文件指針有關(guān)的流成員函數(shù)

在磁盤文件中有一個(gè)文件指針，用來(lái)指明當(dāng)前應(yīng)進(jìn)行讀寫的位置。在輸入時(shí)每讀入 一個(gè)宇節(jié)，指針就向后移動(dòng)一個(gè)字節(jié)。在輸出時(shí)每向文件輸出一個(gè)字節(jié)，指針就向后移動(dòng) 一個(gè)字節(jié)，隨著輸出文件中字節(jié)不斷增加，指針不斷后移。對(duì)于二進(jìn)制文件，允許對(duì)指針進(jìn)行控制，使它按用戶的意圖移動(dòng)到所需的位置，以便在該位置上進(jìn)行讀寫。文件流提供 一些有關(guān)文件指針的成員函數(shù)。為了查閱方便，將它們歸納為下表：

幾點(diǎn)說(shuō)明：
1) 這些函數(shù)名的第一個(gè)字母或最后一個(gè)字母不是g就是p。帶 g的是用于輸入的函數(shù)（g是get的第一個(gè)字母，以g作為輸入的標(biāo)識(shí)，容易理解和記憶）， 帶p的是用于輸出的函數(shù)（P是put的第一個(gè)字母，以P作為輸出的標(biāo)識(shí)）。例如有兩個(gè) tell 函數(shù)，tellg用于輸入文件，tellp用于輸出文件。同樣，seekg用于輸入文件，seekp用于輸出文件。以上函數(shù)見(jiàn)名知意，一看就明白，不必死記。

如果是既可輸入又可輸出的文件，則任意用seekg或seekp。

2) 函數(shù)參數(shù)中的“文件中的位置”和“位移量”已被指定為long型整數(shù)，以字節(jié)為單位?！皡⒄瘴恢谩笨梢允窍旅嫒咧唬?br />     ios::beg  文件開(kāi)頭(beg是begin的縮寫)，這是默認(rèn)值。
    ios::cur  指針當(dāng)前的位置(cur是current的縮寫)。
    ios::end  文件末尾。
它們是在ios類中定義的枚舉常量。舉例如下：
    infile.seekg(100);  //輸入文件中的指針向前移到字節(jié)位置
    infile.seekg(-50,ios::cur);  //輸入文件中的指針從當(dāng)前位置后移字節(jié)
    outfile.seekp(-75,ios::end);  //輸出文件中的指針從文件尾后移字節(jié)
隨機(jī)訪問(wèn)二進(jìn)制數(shù)據(jù)文件

一般情況下讀寫是順序進(jìn)行的,即逐個(gè)字節(jié)進(jìn)行讀寫。但是對(duì)于二進(jìn)制數(shù)據(jù)文件來(lái)說(shuō),可以利用上面的成員函數(shù)移動(dòng)指針,隨機(jī)地訪問(wèn)文件中任一位置上的數(shù)據(jù),還可以修改文件中的內(nèi)容。

[例] 有個(gè)學(xué)生的數(shù)據(jù),要求:
把它們存到磁盤文件中;
將磁盤文件中的第,3,5個(gè)學(xué)生數(shù)據(jù)讀入程序,并顯示出來(lái);
將第個(gè)學(xué)生的數(shù)據(jù)修改后存回磁盤文件中的原有位置。
從磁盤文件讀入修改后的個(gè)學(xué)生的數(shù)據(jù)并顯示出來(lái)。

要實(shí)現(xiàn)以上要求,需要解決個(gè)問(wèn)題：
由于同一磁盤文件在程序中需要頻繁地進(jìn)行輸入和輸出，因此可將文件的工作方式指定為輸入輸出文件，即ios::in|ios::out|ios::binary。
正確計(jì)算好每次訪問(wèn)時(shí)指針的定位，即正確使用seekg或seekp函數(shù)。
正確進(jìn)行文件中數(shù)據(jù)的重寫(更新)。

可寫出以下程序：

#include <fstream>
using namespace std;
struct student
{
  int num;
  char name[20];
  float score;
};
int main( )
{
  student stud[5]={1001,"Li",85,1002,"Fun",97.5,1004,"Wang",54,1006,"Tan",76.5,1010,"ling",96};
  fstream iofile("stud.dat",ios::in|ios::out|ios::binary);
  //用fstream類定義輸入輸出二進(jìn)制文件流對(duì)象iofile
  if(!iofile)
  {
   cerr<<"open error!"<<endl;
   abort( );
  }
  for(int i=0;i<5;i++) //向磁盤文件輸出個(gè)學(xué)生的數(shù)據(jù)
   iofile.write((char *)&stud[i],sizeof(stud[i]));
  student stud1[5]; //用來(lái)存放從磁盤文件讀入的數(shù)據(jù)
  for(int i=0;i<5;i=i+2)
  {
   iofile.seekg(i*sizeof(stud[i]),ios::beg); //定位于第,2,4學(xué)生數(shù)據(jù)開(kāi)頭
   //先后讀入個(gè)學(xué)生的數(shù)據(jù),存放在stud1[0],stud[1]和stud[2]中
   iofile.read((char *)&stud1[i/2],sizeof(stud1[0]));
   //輸出stud1[0],stud[1]和stud[2]各成員的值
   cout<<stud1[i/2].num<<" "<<stud1[i/2].name<<" "<<stud1[i/2].score<<endl;
  }
  cout<<endl;
  stud[2].num=1012; //修改第個(gè)學(xué)生(序號(hào)為)的數(shù)據(jù)
  strcpy(stud[2].name,"Wu");
  stud[2].score=60;
  iofile.seekp(2*sizeof(stud[0]),ios::beg); //定位于第個(gè)學(xué)生數(shù)據(jù)的開(kāi)頭
  iofile.write((char *)&stud[2],sizeof(stud[2])); //更新第個(gè)學(xué)生數(shù)據(jù)
  iofile.seekg(0,ios::beg); //重新定位于文件開(kāi)頭
  for(int i=0;i<5;i++)
  {
   iofile.read((char *)&stud[i],sizeof(stud[i])); //讀入個(gè)學(xué)生的數(shù)據(jù)
   cout<<stud[i].num<<" "<<stud[i].name<<" "<<stud[i].score<<endl;
  }
  iofile.close( );
  return 0;
}

運(yùn)行情況如下：

1001 Li 85(第個(gè)學(xué)生數(shù)據(jù))
1004 Wang 54    (第個(gè)學(xué)生數(shù)據(jù))
1010 ling 96    (第個(gè)學(xué)生數(shù)據(jù))

1001 Li 85     (輸出修改后個(gè)學(xué)生數(shù)據(jù))
1002 Fun 97.5
1012 Wu 60     (已修改的第個(gè)學(xué)生數(shù)據(jù))
1006 Tan 76.5
1010 ling 96

本程序也可以將磁盤文件stud.dat先后定義為輸出文件和輸入文件，在結(jié)束第一次的輸出之后關(guān)閉該文件，然后再按輸入方式打開(kāi)它，輸入完后再關(guān)閉它，然后再按輸出方式打開(kāi)，再關(guān)閉，再按輸入方式打開(kāi)它，輸入完后再關(guān)閉。顯然這是很煩瑣和不方便的。 在程序中把它指定為輸入輸出型的二進(jìn)制文件。這樣，不僅可以向文件添加新的數(shù)據(jù)或讀入數(shù)據(jù)，還可以修改(更新)數(shù)據(jù)。利用這些功能，可以實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的輸入輸出任務(wù)。

請(qǐng)注意，不能用ifstream或ofstream類定義輸入輸出的二進(jìn)制文件流對(duì)象，而應(yīng)當(dāng)用fstream類。

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