深入探讨C++中的seekg函数

C++中的seekg函数是文件输入流中的基本操作函数之一，它用于设置输入文件流的读取位置，同时还可以控制读写位置的偏移量。本文将从多个方面对seekg函数进行详细阐述。

一、seekg常见用法及解释

在C++中，文件读取是通过输入流完成的。而对于输入流，其文件读入位置通常是在文件的起始位置，但有时需要在文件某个位置开始读取，这时就需要用到seekg函数。

seekg函数的基本语法形式如下：

streampos seekg (streampos pos);
streampos seekg (streamoff off, ios_base::seekdir dir);

第一个参数pos用于指定从文件的哪个位置开始读取，它是一个流位置类型streampos。streampos类型实际是long类型的，它记录的是从文件的起始位置开始，到指定位置结束的字节数。例如，如果想从文件的第1000个字节开始读取，就需要将参数pos设置为streampos(1000)。

第二个参数off和第三个参数dir是配合使用的。off用于指定相对于起始位置偏移多少字节，而dir则说明偏移的方向，可以是ios_base::beg、ios_base::cur或ios_base::end，分别表示从起始位置开始偏移、从当前位置偏移、从文件长度末尾开始偏移。例如，如果要从当前位置往后偏移10个字节，就可以使用：seekg(10, ios_base::cur)。

二、seekg的高级用法——seekg链式操作

除了基本用法的组合外，seekg也可以采用链式操作的方式进行文件读取。代码如下：

ifstream ifs("test.txt");
ifs.seekg(10).read(buf, 20);

上面的代码在读取文件时先将读取位置定位到10个字节处，然后接着往后读取20个字节的数据。

三、seekg函数在二进制文件读取中的应用

一个常见的二进制文件格式是由多个固定大小的结构体组成的，这时需要用到seekg函数以定位结构体的起始位置。例如，下面的代码用于读取一个存储了多个视频帧（Frame）的二进制文件：

struct Frame {
    int w, h;  // 宽高
    unsigned char* data;  // 像素数据
};
vector frames;
ifstream ifs("video.bin", ios::binary);
while (true) {
    Frame frame;
    ifs.read((char*)&frame.w, sizeof(int));
    if (ifs.eof()) break;
    ifs.read((char*)&frame.h, sizeof(int));
    frame.data = new unsigned char[frame.w * frame.h];
    ifs.read((char*)frame.data, frame.w * frame.h);
    frames.push_back(frame);
    ifs.seekg(sizeof(int), ios::cur);
}

在这段代码中，如果我们不知道二进制文件中每个Frame结构的大小，那么就需要先读取出w和h（两个int类型，共占8个字节），再根据w和h计算出像素数据的长度，然后再调用read函数读取像素数据。最后调用seekg函数跳过一个int类型的结构，去读取下一个Frame。

四、实际应用——使用seekg实现断点续传

在网络传输中，经常需要支持断点续传的功能，这时seekg函数就可以派上用场了。下面是一个简单的示例：

ifstream ifs("test.txt", ios::binary);
int startPos = getStartPositionFromServer();  // 从服务器获取起始位置
int fileSize = getFileSizeFromServer();  // 获取文件大小
ifs.seekg(startPos, ios::beg);  // 从指定位置开始读取文件
while (startPos < fileSize) {
    char buffer[4096];
    int bytes = min(fileSize - startPos, 4096);
    ifs.read(buffer, bytes);
    saveToFile(buffer, bytes);  // 将读取到的数据保存到本地
    startPos += bytes;
}

这段代码先从服务器获取文件的起始位置和大小，然后使用seekg函数从对应位置开始读取文件。因为网络传输可能会中断，所以从文件的起始位置开始读取是不行的，我们需要读取断点位置之后的所有数据，直到文件结束。将读取到的数据保存到本地后，就可以更新断点位置，继续下一次的传输。

五、小结

本文从seekg函数的基本用法、高级用法、二进制文件读取、实际应用等多个方面进行了详细阐述。seekg函数在文件操作过程中非常重要，能够帮助我们实现更多的功能。通过学习本文，相信大家对于seekg函数有了更深入的理解和掌握。

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