C++でバイナリファイルに書き込む方法：writeメソッドの基本とサンプルコード

C++でバイナリファイルにデータを書き込むには、ofstreamクラスが提供するwriteメソッドを使用します。このメソッドは、「put」ポインタ（書き込み位置を示すポインタ）の現在位置から、指定したバイト数のデータをストリームに書き込むためのものです。

putポインタがファイルの末尾にある場合は、その位置からファイルが拡張され、新しいデータが追記されます。一方、ポインタがファイルの途中を指している場合は、既存の内容が新しいデータで上書きされる点に注意してください。

また、書き込み処理中に何らかのエラーが発生すると、ストリームは自動的にエラー状態に設定されます。そのため、書き込み後にはストリームの状態を必ずチェックする習慣をつけると安全です。

writeメソッドの構文

ostream& write(const char*, int);

第1引数には書き込むデータの先頭アドレス（char型ポインタ）、第2引数には書き込むバイト数を指定します。戻り値はストリーム自身への参照です。

処理の流れ（アルゴリズム）

1. 学生情報を保持する構造体 Student を定義する
2. バイナリモードでファイルを開く（書き込み用）
3. ファイルオープン時にエラーが発生していないか確認する
4. 構造体の変数にデータを設定する
5. ファイルが正常に開けていれば、writeメソッドでバイナリデータを書き込む
6. 書き込み用ファイルを閉じる
7. 書き込み時にエラーが発生していないか確認する
8. 保存したデータを出力する

サンプルコード

以下は、学生3人分のデータをバイナリファイル「student.dat」に書き込む例です。

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

struct Student {
    int roll_no;
    string name;
};

int main() {
    ofstream wf("student.dat", ios::out | ios::binary);
    if(!wf) {
        cout << "Cannot open file!" << endl;
        return 1;
    }

    Student wstu[3];
    wstu[0].roll_no = 1;
    wstu[0].name = "Ram";
    wstu[1].roll_no = 2;
    wstu[1].name = "Shyam";
    wstu[2].roll_no = 3;
    wstu[2].name = "Madhu";

    for(int i = 0; i < 3; i++)
        wf.write((char *) &wstu[i], sizeof(Student));

    wf.close();

    if(!wf.good()) {
        cout << "Error occurred at writing time!" << endl;
        return 1;
    }

    cout << "Student's Details:" << endl;
    for(int i = 0; i < 3; i++) {
        cout << "Roll No: " << wstu[i].roll_no << endl;
        cout << "Name: " << wstu[i].name << endl;
        cout << endl;
    }
    return 0;
}

実行結果

Student's Details:
Roll No: 1
Name: Ram

Roll No: 2
Name: Shyam

Roll No: 3
Name: Madhu

実務上の注意点

サンプルでは構造体をそのままバイト列として書き出していますが、これは学習用のシンプルな例である点に留意してください。std::stringのような動的なメンバを持つクラスや構造体をそのままダンプすると、文字列本体ではなく内部ポインタが保存されるため、読み戻した際に正しく復元できず、未定義動作の原因にもなります。

実際の開発では、以下のいずれかの方法を検討するのが安全です。

• 可変長データは使わず、固定長のchar配列でメンバを定義する
• 各フィールドを個別にwrite／readで読み書きする
• JSONやProtocol Buffersなど、専用のシリアライズ機構を利用する

また、環境によってint型のサイズやエンディアンが異なるため、異なるプラットフォーム間でバイナリファイルをやり取りする場合は互換性にも注意が必要です。