C++二进制文件操作详解（从零开始掌握C++文件读写与二进制数据处理）

C++中用于二进制操作的核心类：fstream

C++标准库提供了 fstream、ifstream 和 ofstream 类来处理文件。要启用C++fstream二进制模式，只需在打开文件时添加 ios::binary 标志。

1. 写入二进制文件

下面是一个将整数和结构体写入二进制文件的完整示例：

#include <iostream>#include <fstream>using namespace std;struct Student {    char name[20];    int age;    float score;};int main() {    // 创建一个学生对象    Student stu = {"ZhangSan", 20, 92.5f};    // 以二进制写入模式打开文件    ofstream outFile("students.dat", ios::binary);        if (!outFile) {        cerr << "无法创建文件！" << endl;        return 1;    }    // 将结构体写入文件    outFile.write(reinterpret_cast<char*>(&stu), sizeof(stu));        outFile.close();    cout << "数据已成功写入二进制文件！" << endl;        return 0;}

关键点说明：

• ios::binary：指定以二进制模式打开文件。
• write()：用于写入原始字节，第一个参数是 char* 类型，因此需要使用 reinterpret_cast 转换。
• sizeof(stu)：确保写入整个结构体的字节数。

2. 读取二进制文件

读取过程与写入对称，使用 ifstream 和 read() 方法：

#include <iostream>#include <fstream>using namespace std;struct Student {    char name[20];    int age;    float score;};int main() {    Student stu;    // 以二进制读取模式打开文件    ifstream inFile("students.dat", ios::binary);        if (!inFile) {        cerr << "无法打开文件！" << endl;        return 1;    }    // 从文件读取结构体    inFile.read(reinterpret_cast<char*>(&stu), sizeof(stu));        inFile.close();        cout << "姓名: " << stu.name << endl;    cout << "年龄: " << stu.age << endl;    cout << "成绩: " << stu.score << endl;        return 0;}

注意事项与最佳实践

• 结构体内存对齐：不同编译器可能对结构体进行填充（padding），导致 sizeof 结果不一致。建议使用 #pragma pack(1) 禁用对齐（仅限简单场景）。
• 跨平台兼容性：二进制文件通常不具备跨平台兼容性（如字节序、数据类型大小差异）。若需跨平台，应考虑序列化方案（如Protocol Buffers）。
• 错误检查：始终检查文件是否成功打开，并验证 read()/write() 是否完成预期字节数。

总结

通过本文，你已经掌握了C++二进制文件操作的基础知识，包括如何使用 fstream 在C++fstream二进制模式下读写结构体等原始数据。记住，C++文件读写中的二进制模式适用于高效、精确的数据持久化，而二进制数据处理则是许多高性能应用（如游戏存档、科学计算）的基石。

动手实践是掌握的关键！尝试修改上面的代码，保存多个学生记录，或处理整数数组，加深理解。