C++ では、ストリームクラスを介してファイルの作成、読み取り、書き込みを実現できます。この手法により、データをハードディスクやSSDなどの永続ストレージに保存し、プログラム終了後でもアクセスが可能です。

ファイル処理の基本手順は以下の3ステップです：

• ファイルのオープン
• データの入出力処理
• ファイルのクローズ

ファイルオープンの方法

ファイル操作の前には、ストリームクラスを使用してファイルを開く必要があります。C++ では fstream クラスが主に使用され、以下のモードを指定してファイルを操作します。

複数モードの組み合わせ例：

std::fstream file_stream("data.bin", std::ios::in | std::ios::binary);

専用ストリームクラス

fstream 以外にも以下の専用クラスが用意されています：

• ifstream: 読み取り専用ストリーム（ios::in モード）
• ofstream: 書き込み専用ストリーム（ios::out モード）

// 読み取り用ストリーム
std::ifstream input_stream("input.txt");

// 書き込み用ストリーム
std::ofstream output_stream("output.txt");

テキストファイルへの書き込み

ofstream を使用した書き込み例：

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

int main() {
    std::ofstream writer("log.txt");
    writer << "File operation sample data";
    return 0;
}

テキストファイルからの読み取り

ifstream と getline を使用した読み込み例：

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

int main() {
    std::ifstream reader("log.txt");
    std::string content;
    std::getline(reader, content);
    std::cout << "Read data: " << content;
    return 0;
}

バイナリファイル処理

バイナリデータの扱いには ios::binary モードを指定します。

バイナリファイルへの書き込み

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

int main() {
    std::string data = "Binary data test";
    std::ofstream bin_writer("binary_data.bin", std::ios::binary);
    
    size_t data_size = data.size();
    bin_writer.write(reinterpret_cast<const char*>(&data_size), sizeof(data_size));
    bin_writer.write(data.c_str(), data_size);
    return 0;
}

バイナリファイルからの読み込み

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

int main() {
    std::ifstream bin_reader("binary_data.bin", std::ios::binary);
    size_t data_size;
    bin_reader.read(reinterpret_cast<char*>(&data_size), sizeof(data_size));
    
    char* buffer = new char[data_size + 1];
    bin_reader.read(buffer, data_size);
    buffer[data_size] = '\0';
    
    std::string loaded_data(buffer);
    delete[] buffer;
    return 0;
}