C++でクラスオブジェクトをファイルに読み書きする方法（fstreamの使い方）

C++の標準入出力ライブラリ「iostream」には、標準入力からデータを受け取るcinと、標準出力へデータを出力するcoutという2つのストリームが用意されています。本記事では、ファイルからクラスオブジェクトへデータを読み込む方法、およびクラスオブジェクトのデータをファイルへ書き出す方法について解説します。

ファイルの読み書きを行うには、もう一つの標準ライブラリ<fstream>を使用します。fstreamライブラリの主要な3つのデータ型は以下の通りです。

• ifstream：入力ファイルストリームを表し、ファイルから情報を読み込みます。
• ofstream：出力ファイルストリームを表し、ファイルへ情報を書き込みます。
• fstream：汎用ファイルストリームを表し、読み込みと書き込みの両方の機能を持ちます。

クラスオブジェクトの作成

ここでは、Name（名前）、Employee_ID（社員ID）、Salary（給与）をpublicなデータメンバとして持つEmployeeクラスを例にします。

class Employee {
    public:
        char Name[];
        long Employee_ID;
        int Salary;
};

Employee Emp_1;
Emp_1.Name="Jhonson";
Emp_1.Employee_ID=212020;
Emp_1.Salary=11000;

ファイルオブジェクトの作成

構文

fstream/ofstream/ifstream オブジェクト名;
void open(const char *filename, ios::openmode);

ofstream file1;
file1.open("Employee.txt", ios::app);

• ここでは、file1というオブジェクトを使って、追記モード（ios::app）でEmployee.txtを開いています。追記モードでは、新しい内容がファイルの末尾に追加されます。file1の型はofstreamなので、Employee.txtへの書き込みが可能です。

ifstream file2;
file2.open("Employee.txt", ios::in);

• こちらは、file2というオブジェクトを使って、入力モード（ios::in）でEmployee.txtを開き、内容を読み取ります。file2の型はifstreamなので、Employee.txtからデータを読み取ることだけができます。

クラスオブジェクトの書き込みと読み取り

file1.write((char*)&Emp_1, sizeof(Emp_1));

• write関数を呼び出すことで、クラスオブジェクトEmp_1のデータがEmployee.txtに書き込まれます。(char*)&Emp_1はオブジェクトの先頭アドレスを指し、sizeof(Emp_1)はファイルにコピーされるバイト数を計算します。

file2.read((char*)&Emp_1, sizeof(Emp_1));

• read関数を呼び出すことで、Employee.txtからクラスオブジェクトEmp_1へデータが読み込まれます。(char*)&Emp_1はオブジェクトの先頭を指し、sizeof(Emp_1)はファイルから読み取るバイト数を表します。

ファイルを閉じる

file1.close();
file2.close();

close関数を呼び出すことで、ファイルの入力ストリームと出力ストリームを閉じます。

サンプルコード

#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;

// プロパティを定義するクラス
class Employee {
public:
    string Name;
    int Employee_ID;
    int Salary;
};

int main(){
    Employee Emp_1;
    Emp_1.Name="John";
    Emp_1.Employee_ID=2121;
    Emp_1.Salary=11000;

    // このデータをEmployee.txtに書き込む
    ofstream file1;
    file1.open("Employee.txt", ios::app);
    file1.write((char*)&Emp_1,sizeof(Emp_1));
    file1.close();

    // Employee.txtからデータを読み込む
    ifstream file2;
    file2.open("Employee.txt",ios::in);
    file2.seekg(0);
    file2.read((char*)&Emp_1,sizeof(Emp_1));
    printf("\nName :%s",Emp_1.Name);
    printf("\nEmployee ID :%d",Emp_1.Employee_ID);
    printf("\nSalary :%d",Emp_1.Salary);
    file2.close();
    return 0;
}

実行結果

Name: John
Employee ID: 2121
Salary: 11000

注意点

上記のコードは仕組みを説明するためのものです。実際にバイナリ形式でシリアライズする場合、std::stringのように内部にポインタを持つメンバを含むクラスをそのままwrite/readすると、正しく保存・復元できず未定義動作を引き起こす可能性があります。この手法を安全に使うのは、固定長のchar配列やintなど、POD型のみで構成されたクラスに限るのが望ましいでしょう。