C++文件讀寫實現：快速、高效、可靠的數據存儲和讀取

一、讀寫文件的基礎操作

在C++中，讀寫文件需要用到fstream庫，包含在頭文件中。使用fstream，需構建一個fstream對象，然後通過對象實現文件的讀寫。

讀取文件，步驟如下：

fstream file; // 定義對象
file.open("file.txt", ios::in); // 打開文件    
if (!file) // 判斷文件是否打開成功
{
    cout << "File open failed!" << endl;
    return -1;
}    
while (!file.eof()) // 判斷是否到達文件末尾
{
    string line;
    getline(file, line); // 讀取一行
    cout << line << endl; // 輸出讀取的一行
}    
file.close(); // 關閉文件

以上程序中，首先定義一個fstream對象file，並使用file.open打開文件。通過設置打開方式，我們可以指定文件的讀寫方式，這裡使用ios::in表示文件的讀取操作。接著使用while循環，每次讀取文件的一行並輸出，直到讀取到文件末尾。最後關閉文件。

寫入文件，步驟如下：

ofstream file; // 定義對象
file.open("file.txt", ios::out | ios::app); // 打開文件，以追加方式寫入
if (!file) // 判斷文件是否打開成功
{
    cout << "File open failed!" << endl;
    return -1;
}    
file << "Hello, world!" << endl; // 寫入一行數據
file.close(); // 關閉文件

以上程序中，首先定義一個ofstream對象file，並使用file.open打開文件。通過設置打開方式，我們可以指定文件的讀寫方式，這裡使用ios::out表示文件的寫入操作。由於我們要在文本文件的最後添加新的內容，故使用了ios::app，表示以追加方式打開文件。接著使用file << 將數據寫入文件中，並使用endl表示換行符。最後關閉文件。

二、二進位文件讀寫

二進位文件是一種非文本格式的文件，能夠以最小的存儲空間保存數據。在C++中，我們可以使用二進位方式打開文件，並進行讀寫操作。

讀取二進位文件，步驟如下：

struct Person {
    string name; 
    int age;
}p;

fstream file;
file.open("file.bin", ios::in | ios::binary); // 以二進位方式打開文件
if (!file) // 判斷文件是否打開成功
{
    cout << "File open failed!" << endl;
    return -1;
}

file.read((char*)&p, sizeof(Person)); // 讀取一個Person對象
cout << p.name << " " << p.age << endl; // 輸出讀取的結果

file.close();

以上程序中，定義了一個Person結構體表示一個人的姓名和年齡。我們使用fstream對象file以二進位方式打開文件，通過設置打開方式，我們可以指定文件的讀寫方式，這裡使用ios::in表示文件的讀取操作。使用file.read讀取一個Person對象，其中第一個參數為一個字元型指針，用於存儲讀取的數據，我們需要將指針強制轉換成(char*),以便讀取二進位數據。第二個參數表示要讀取的位元組數。最後輸出讀取的結果。關閉文件。

寫入二進位文件，步驟如下：

fstream file;
file.open("file.bin", ios::out | ios::binary); // 以二進位方式打開文件，以寫入操作
if (!file)
{
    cout << "File open failed!" << endl;
    return -1;
}

Person p = { "Tom", 20 }; // 定義一個Person對象
file.write((char*)&p, sizeof(Person)); // 將Person對象寫入文件中

file.close();

以上程序中，首先定義一個fstream對象file，並使用file.open打開文件，通過設置打開方式，我們可以指定文件的讀寫方式，這裡使用ios::out表示文件的寫入操作。定義一個Person對象，並使用file.write將其寫入文件中。注意，在寫入數據的時候需要使用強制類型轉換。

三、錯誤處理

在C++中，文件讀寫操作可能會遇到各種錯誤，導致程序異常終止。為了保證程序的可靠性，在進行文件讀寫操作時，我們需要進行適當的錯誤處理。

fstream file;
file.open("file.txt", ios::in);
if (!file) 
{
    cerr << "File open failed!" << endl; // cerr用於輸出錯誤信息到標準錯誤輸出
    return -1;
}

以上程序使用了cerr流對象來輸出錯誤信息，cerr是C++標準庫定義的一個錯誤輸出流，它跟cout流類似可以用來輸出信息，不過它主要用於將程序中的運行時異常信息輸出到標準錯誤輸出（stderr）中。

四、小結

本文從基礎操作、二進位文件讀寫、錯誤處理三個方面詳細介紹了C++文件讀寫的實現方法。良好的文件讀寫方案不僅能夠提升程序的效率，還能夠保證程序的可靠性。通過清晰的程序結構和適當的錯誤處理，我們可以在C++中實現快速、高效、可靠的數據存儲和讀取。